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ANA GRASIELLE DIONÍSIO CORRÊA
REALIDADE AUMENTADA MUSICAL PARA REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO EM MUSICOTERAPIA
São Paulo 2011
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ANA GRASIELLE DIONÍSIO CORRÊA
REALIDADE AUMENTADA MUSICAL PARA REABILITAÇÃO ESTUDO DE CASO EM MUSICOTERAPIA
Tese apresentada à Escola Politécnica de São Paulo para obtenção do título de Doutora em Ciências. Área de Concentração: Engenharia Elétrica Orientadora: Profa. Dra Roseli de Deus Lopes
São Paulo 2011
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Este exemplar foi revisado e alterado em relação à versão original, sob responsabilidade única do autor e com a anuência de seu orientador. São Paulo, 06 de Dezembro de 2020 ___________________________________________ Assinatura do autor ___________________________________________ Assinatura do orientador
FICHA CATALOGRÁFICA
FICHA CATALOGRÁFICA
Corrêa, Ana Grasielle Dionísio
Realidade aumentada musical para reabilitação: estu do de caso em musicoterapia / A.G.D. Corrêa. -- São Paulo , 2011.
214 p.
Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universida de de São Paulo. Departamento de Engenharia de Sistema s Eletrô-nicos.
1. Musicoterapia (Reabilitação) 2. Software livre-Musicoterapia 3.Reabilitação 4. Membros superiores (Reabilitação). I. Universidade de São Paulo. Escol a Politécnica. Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos II. t.
4
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais e irmão.
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AGRADECIMENTOS
A Deus pelo dom da vida, da sabedoria, da perseverança, da compreensão e do amor.
Aos meus pais Neide e David e ao meu irmão Júnior, razão principal da minha
existência, por todos os momentos que abdiquei de estar com vocês em função deste
trabalho.
À Professora Roseli de Deus Lopes, pelo exemplo de espírito científico, pela orientação
e pelo constante estímulo transmitido durante todo este trabalho.
À amiga Irene Karaguilla Ficheman pelo exemplo de determinação, confiança que
depositou em mim, inúmeras revisões dos artigos publicados, incentivo e apoio que
foram fundamentais.
À Musicoterapeuta Marilena do Nascimento por acreditar nas minhas idéias, por sua
permanente solicitude em todas as fases do projeto, bem como pelo cuidado e
diligência na busca e verificação das referências. À AACD e aos seus pacientes por
terem possibilitado a realização dos testes e avaliações no setor de Musicoterapia.
À Terapeuta Ocupacional Adriana Nathalie Klein pelas críticas, sugestões e
contribuições que foram fundamentais no processo de avaliação. À ABDIM e aos seus
pacientes por ter possibilitado a realização das avaliações no setor de Terapia
Ocupacional.
Aos queridos amigos Leonardo Silva e Gilda Assis pelas sugestões e críticas
fundamentais ao trabalho e pelo apoio incondicional em momentos de dificuldade.
Ao meu namorado Daniel, pelo apoio, compreensão, companheirismo e acima de tudo,
por ser um grande amigo em todas as horas.
Ao Professor Marcelo Knörich Zuffo pelo constante apoio e palavras de incentivo.
À querida amiga Pascaly Riveiros pelo apoio na etapa de qualificação.
6
Aos colegas do LSI Johnny, Ramona Straube, Alexandre Martinazzo, Leandro Biazon,
Nathalia Sautchuk, Valkíria Venâncio e Márcia Almeida pelas sugestões, idéias e
discussões em grupo.
Aos estagiários do LSI André Mossinato, Maria Carolina, Weder Castilho, Giovanna
Botelho, Vinícius Spagnol e Rodrigo Midea pelo apoio no desenvolvimento deste
trabalho.
À Ana Maria de Castro Badiali pela revisão final do texto deste trabalho.
À Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio
financeiro durante parte deste trabalho.
E finalmente, a todas as pessoas, aqui não mencionadas, mas que contribuíram de
alguma forma para que este trabalho fosse concretizado.
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RESUMO
Musicoterapia é a ciência que utiliza elementos sonoro-ritmico-musicais no tratamento, reeducação, reabilitação e recuperação de indivíduos com diversas patologias ou ainda na área preventiva. Muitas vezes, pacientes com deficiência física grave, necessitam de adaptações nos instrumentos musicais para realizar o “fazer musical” musicoterapêutico. Algumas adaptações são feitas sob encomenda pelo musicoterapeuta e, portanto, em pequenas quantidades para o setor. Algumas vezes, um recurso adaptador de prática instrumental atende apenas às necessidades de uma determinada incapacidade física, sendo que para outras, este mesmo recurso pode ser desconfortável. Para alguns pacientes pode ser interessante colocar em prática algumas orientações recebidas na sessão de Musicoterapia em ambiente domiciliar. Entretanto, a situação econômica de alguns pacientes associada ao elevado preço de alguns instrumentos musicais adaptados, dificulta ou inviabiliza a continuidade do tratamento em ambiente domiciliar. Neste trabalho, buscou-se investigar se seria possível conceber um sistema eletrônico interativo capaz de apoiar e ampliar as estratégias de intervenções musicoterapêuticas. A metodologia da pesquisa seguiu a estratégia exploratória, de natureza tecnológica aplicada, tendo como objetivo a geração de um produto com finalidades imediatas, com base em conhecimentos prévios, capaz de viabilizar testes e estudos em situações reais de uso. Colaboraram nesta pesquisa musicoterapeutas, terapeutas ocupacionais e pacientes em tratamento de reabilitação motora. A partir do levantamento e estudos sobre o estado da arte, bem como de observações de sessões de Musicoterapia, foi concebida uma proposta de sistema de Realidade Aumentada musical para reabilitação. A partir desta proposta, foram implementadas e avaliadas três versões do sistema. A primeira avaliação foi realizada com uma especialista em Musicoterapia a fim de verificar a aplicabilidade do sistema. A segunda avaliação foi realizada durante uma intervenção de Musicoterapia na Associação de Assistência à Criança Deficiente (AACD) e, em outro momento, durante uma intervenção de Terapia Ocupacional em domicílio. A terceira avaliação foi feita em intervenções de Musicoterapia na AACD e na Associação Brasileira de Distrofia Muscular (ABDIM). A análise dos dados coletados permitiu constatar que este sistema traz os seguintes benefícios para apoiar intervenções de reabilitação motora: aumento da motivação e satisfação dos pacientes e facilitação do “fazer musical” de pessoas com deficiência física que possuem dificuldades em manusear os instrumentos musicais convencionais. Palavras-chave: Sistemas Interativos. Realidade Aumentada. Reabilitação. Musicoterapia.
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ABSTRACT
Music therapy is the science of using sound-rhythmic-musical elements in treatment, re-education, recovery and rehabilitation of individuals with various diseases or in preventive activities. Often, patients with severe physical disability need to adapt musical instruments to perform "music making" activities in music therapy. Some adaptations are made by music therapists and, therefore, in small quantities. Sometimes, a resource adapter for instrumental practice serves only the needs of a particular disability, and for others, the same feature can be uncomfortable. Also, may be interesting for some patients to put practice some guidelines received at the music therapy session in their home environment. However, the economic situation of some patients associated with the elevated price of some adapted musical instruments hampers or prevents the continuation of care in home environments. In this study, we sought to investigate whether it would be possible to design an interactive electronic system able to support and expand the music therapist intervention strategies. The research methodology followed the exploratory strategy of applied technological, aiming to generate a product with immediate goals, based on prior knowledge, capable of delivering tests and studies in real use. Contributors to this research included music therapists, occupational therapists and patients under motor rehabilitation treatment. From the survey and studies on the state of the art, as well as observations of music therapy sessions, a proposal for an augmented reality musical system for rehabilitation was designed. Based on this proposal, were were implemented and evaluated three versions of system. The first evaluation was performed with a specialist in Music Therapy to verify the applicability of system. The second evaluation was carried out during a Music Therapy intervention in the Assistance Association for Children with Disability (AACD) and, on another occasion, during an occupational therapy intervention at home. The third evaluation was performed in Music Therapy interventions in the AACD and the Brazilian Association of Muscular Dystrophy (ABDIM). The data collected analysis allowed us to observe some benefits that this technology brings to support motor rehabilitation interventions: increased morale and satisfaction of patients and facilitation of "music making" activities along people with physical disabilities who have difficulty handling conventional musical instruments. Key-words: Interactive System. Augmented Reality. Rehabilitation. Music Therapy.
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 2.1 - Teclado eletrônico adaptado (LOURO et al, 2005) .....................................39
Figura 2.2 - Suporte regulável para sustentação de pandeiro (LOURO et al, 2005) ......40
Figura 2.3 - Suporte para instrumentos de percussão (LOURO et al, 2005)..................40
Figura 2.4 - Baquetas adaptadas (LOURO et al, 2005) .................................................41
Figura 3.1 - Exemplos de cenas de Realidade Aumentada (FISCHER et al., 2006)......49
Figura 3.2 - Exemplo de erro de Registro (AZUMA, 1997).............................................50
Figura 3.3 - Sobreposição do objeto virtual no cenário real (SANCHES; SEMENTILE,
2007)....................................................................................................................51
Figura 3.4 - Sistema de visão ótica direta (AZUMA, 1997), (ZORZAL, 2009) ................52
Figura 3.5 - Sistema de visão direta por vídeo (AZUMA, 1997), (ZORZAL, 2009).........53
Figura 3.6 - Sistema de visão por vídeo baseado em monitor (AZUMA, 1997), (ZORZAL,
2009)....................................................................................................................54
Figura 3.7 - Sistema de visão ótica por projeção (RASKAR et al., 2001), (ZORZAL,
2009)....................................................................................................................55
Figura 3.8 - Sistema de Realidade Virtual para reabilitação de MMSS (HOLDEN; DYAR,
2002)....................................................................................................................60
Figura 3.9 - Sistema de Realidade Aumentada para reabilitação de MMSS (ASSIS;
LOPES, 2008)......................................................................................................61
Figura 3.10 - Jogo para reabilitação de MMSS (BOIAN et al, 2002) ..............................63
Figura 3.11 - Controle Wii Remote (BURDEA, 2008).....................................................64
Figura 3.12 - Telas do Jogo Kinect em uso em sessões para reabilitação de MMSS
(BURKE et al, 2010a) ..........................................................................................67
Figura 3.13 - Calibração do sistema Kinect (BURKE et al., 2010a) ...............................68
Figura 3.14 - a) Jogo “Bubble Trouble” e b) Jogo “Arrow Attack” (BURKE et al, 2010a)69
Figura 3.15 - a) Grade dos Jogos e b) Calibração (BURKE et al., 2010b).....................69
Figura 3.16 - a) Jogo “Break a Ball” e b) Jogo “Whack Attack” (BURKE et al., 2010b)..70
Figura 3.17 - a) Jogo “Target Trails” e b) Jogo “Ping Pong” (BURKE et al., 2010b) ......70
Figura 3.18 - Sistemas de Reabilitação Virtual para tratamento de fobias (TAKACS,
2006), (HOFFMAN et al., 2003), (BOTTELA et al., 2010)....................................71
Figura 3.19 - Robô MANUS para reabilitação de MMSS (KREBS, 1998) ......................72
10
Figura 3.20 - Robô Anklebot para reabilitação de membro inferior (WHEELER et al,
2004)....................................................................................................................73
Figura 3.21 - Pacientes utilizando o Music Maker (GORMAN et al, 2007).....................74
Figura 3.22 - Gráficos do Music Maker (GORMAN et al, 2007) .....................................76
Figura 3.23 - Soundbeam (SOUNDBEAM, 2011) ..........................................................77
Figura 3.24 - Configurações do Soundbeam (SOUNDBEAM, 2011) .............................78
Figura 3.25 - Sistema de reabilitação com PS3 (HUBER et al., 2010), (GOLOMBet al,
2010)....................................................................................................................79
Figura 4.1 - Modelo para desenvolvimento de ambientes virtuais (KIRNER; MARTINS,
1999)....................................................................................................................88
Figura 4.2 - Diagrama de casos de uso .........................................................................96
Figura 4.3 - Arquitetura do sistema ................................................................................98
Figura 4.4 - Diagrama de classes do sistema ................................................................99
Figura 4.5 - Cartões Musicais.......................................................................................102
Figura 4.6 - Interação com os cartões musicais ...........................................................103
Figura 4.7 - Cartões musicais para acessibilidade musical ..........................................103
Figura 4.8 - Mudando o timbre das notas musicais......................................................104
Figura 4.9 - Resultado sonoro dos instrumentos musicais de percussão ....................105
Figura 4.10 - Formas de interação com o sistema .......................................................106
Figura 4.11 - Facilidade de uso do sistema..................................................................106
Figura 5.1 - Bibliotecas de desenvolvimento do GenVirtual .........................................112
Figura 5.2 - Sequencia básica de funcionamento do GenVirtual..................................114
Figura 5.3 – Modos de criação da sequencia musical do jogo de memória musical do
GenVirtual..........................................................................................................118
Figura 5.4 - Exemplo de um código do arquivo de texto do jogo de memória musical do
GenVirtual..........................................................................................................119
Figura 5.5 - Fluxograma do jogo musical .....................................................................120
Figura 5.6 - Cartões de notas musicais da primeira versão do GenVirtual ..................121
Figura 5.7 - Primeira versão do jogo de memória musical do GenVirtual ....................121
Figura 5.8 - Cartões de notas musicais da segunda versão do GenVirtual..................122
Figura 5.9 - Cartões de instrumentos musicais da segunda versão do GenVirtual ......123
11
Figura 5.10 - Fluxograma de funcionamento do modo compositor de melodias do
GenVirtual..........................................................................................................123
Figura 5.11 - Testes funcionais com a segunda versão do GenVirtual. .......................124
Figura 5.12 - Tela principal do jogo de memória musical da terceira versão do
GenVirtual..........................................................................................................125
Figura 5.13 - Animação do jogo da memória musical do GenVirtual e interação do
usuário ...............................................................................................................125
Figura 5.14 - Mensagem de erro do jogo da memória musical do GenVirtual .............126
Figura 5.15 - Cartões de Notas Musicais .....................................................................127
Figura 5.16 - Cartões de instrumentos musicais de corda e sopro do GenVirtual........128
Figura 5.17 - Cartões de instrumentos musicais de percussão do GenVirtual .............128
Figura 5.18 - Cartões auxiliares ...................................................................................129
Figura 5.19 - Partitura musical do GenVirtual...............................................................130
Figura 5.20 - Partituras na tela do GenVirtual ..............................................................130
Figura 5.21 - Novo fluxograma do modo compositor de melodias do GenVirtual.........132
Figura 5.22 - Testes funcionais com a terceira versão do modo compositor de melodias
do GenVirtual .....................................................................................................133
Figura 5.23 - Sequência em que é incluído o modelo 3D do instrumento musical violino
...........................................................................................................................133
Figura 5.24 - Jogo tempo coincidente do GenVirtual ...................................................134
Figura 5.25 - Fluxograma do jogo Tempo Coincidente do GenVirtual..........................136
Figura 6.1 - Musicoterapeuta testando a primeira versão do jogo de memória musical do
GenVirtual..........................................................................................................140
Figura 6.2 - Adaptação de cores nas teclas do piano da sala de Musicoterapia da AACD
...........................................................................................................................141
Figura 6.3 - Musicoterapeuta indicando atividades de composição musical com o
GenVirtual..........................................................................................................141
Figura 6.4 - Paciente testando a segunda versão do GenVirtual em sessão de
Musicoterapia ....................................................................................................146
Figura 6.5 - (a) Exercícios com a mão direita; (b) Cartões marcadores sendo fixados na
mesa..................................................................................................................146
12
Figura 6.6 - Testes da terceira versão do GenVirtual em domicílio..............................149
Figura 6.7 - Testes da terceira versão do GenVirtual em domicílio..............................150
Figura 6.8 - a) Instruções de uso do GenVirtual; b) Atividades de imitação musical....156
Figura 6.9 - a) Paciente do grupo GI utilizando o GenVirtual - GV); b) Paciente do GC
utilizando os materiais convencionais (massa e bastão - MMB)........................159
Figura 6.10 - Representação esquemática da metodologia da avaliação na ABDIM...161
Figura 6.11 - Intervenções de reabilitação de MMSS na ABDIM .................................163
13
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1. Exemplos de ambientes de Realidade Virtual .............................................45
Tabela 3.2. Exemplos de ambientes de Realidade Misturada........................................48
Tabela 3.3. Benefícios e desafios na área de Reabilitação Virtual (BURDEA, 2003) ....85
Tabela 4.1. Requisitos para o Fazer Musical musicoterapêutico ...................................90
Tabela 4.2. Requisitos de interface para reabilitação motora ........................................91
Tabela 4.3. Requisitos para uso domiciliar.....................................................................92
Tabela 4.4. Propostas de atividades musicoterapêuticas apoiadas pelo sistema........107
Tabela 5.1. Genius Estrela x Jogo de Memória Musical do GenVirtual........................117
Tabela 6.1. Resultados da análise da primeira avaliação de uso do GenVirtual..........142
Tabela 6.2. Fatores para avaliação da Aplicabilidade do GenVirtual na ABDIM..........159
14
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AACD Associação de Assistência à Criança Deficiente
ABDIM Associação Brasileira de Distrofia Muscular
API Interface de Programação de Aplicativos (Application Programming Interfaces)
AVC Acidente Vascular Cerebral
CAVE Caverna Digital ou CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)
DMD Distrofia Muscular de Duchenne
HMD Capacete de Visualização (Head Mounted Displays)
MFC Malformação congênita
MIDI Interface Digital para Instrumentos Musicais (Musicais Musical Instrument Digital Interface)
MMSS Membros Superiores
MMII Membros Inferiores
OMS Organização Mundial da Saúde
PC Paralisia Cerebral
PS3 Play Station III
QUIS Questionário da Satisfação e Interação do Usuário (Questionnaire for User Interaction Satisfaction)
SDK Kit de Desenvolvimento de Software (Software Development Kit)
UML Linguagem de Modelagem Unificada (Unified Modeling Language)
WAV Formato de Áudio para Windows (Windows Audio Waveform)
WFMT Federação Mundial de Musicoterapia (World Federation of Music Therapy)
WHO Organização Mundial da Saúde (World Health Organization)
15
SUMÁRIO
FICHA CATALOGRÁFICA ...............................................................................................3
1 INTRODUÇÃO.....................................................................................................18
1.1 Hipótese...........................................................................................................22
1.2 Objetivos ..........................................................................................................22
1.2.1 Objetivos Específicos ...................................................................................22
1.3 Justificativa e Relevância.................................................................................23
1.4 Materiais e Métodos.........................................................................................24
1.5 Organização do Trabalho.................................................................................27
2 REABILITAÇÃO E MUSICOTERAPIA.................................................................28
2.1 Conceitos em Reabilitação ..............................................................................28
2.1.1 Reabilitação Física .......................................................................................30
2.1.2 Reabilitação Cognitiva..................................................................................31
2.2 Conceitos em Musicoterapia............................................................................32
2.2.1 Definições Musicais......................................................................................32
2.2.2 Música e Musicoterapia................................................................................34
2.2.3 Competências do Musicoterapeuta ..............................................................35
2.2.4 Métodos e Procedimentos Musicoterapêuticos ............................................36
2.2.5 Instrumentos Musicais Adaptados................................................................38
2.2.6 Musicoterapia na Reabilitação .....................................................................42
2.3 Considerações .................................................................................................43
3 SISTEMAS ELETRÔNICOS INTERATIVOS NA REABILITAÇÃO ......................44
3.1 Realidade Virtual..............................................................................................44
3.2 Realidade Misturada ........................................................................................47
3.3 Realidade Aumentada......................................................................................48
3.3.1 Tipos de Sistemas de Realidade Aumentada...............................................51
3.3.2 Técnicas de Interação em Sistemas de Realidade Aumentada ...................55
3.4 Reabilitação Apoiada por Sistemas Eletrônicos Interativos .............................57
3.4.1 Vantagens ....................................................................................................57
3.4.2 Abordagens Terapêuticas ............................................................................59
16
3.4.3 Telereabilitação ............................................................................................78
3.4.4 Desafios .......................................................................................................82
3.5 Considerações .................................................................................................86
4 SISTEMA DE REALIDADE AUMENTADA MUSICAL PARA REABILITAÇÃO....87
4.1 Metodologia de Desenvolvimento ....................................................................87
4.2 Definição e Especificação dos Requisitos Gerais ............................................89
4.3 Requisitos Funcionais e Não-Funcionais .........................................................92
4.4 Projeto do Sistema...........................................................................................95
4.4.1 Diagrama de Casos de Uso .........................................................................95
4.4.2 Arquitetura....................................................................................................97
4.4.3 Diagrama de Classes ...................................................................................99
4.4.4 Recursos Motivacionais..............................................................................101
4.5 Propostas de Atividades Musicoterapêuticas com o Sistema........................107
4.6 Considerações ...............................................................................................109
5 IMPLEMENTAÇÃO DO GENVIRTUAL..............................................................110
5.1 Bibliotecas de Desenvolvimento ....................................................................110
5.2 Funcionamento Básico...................................................................................113
5.3 Versões do GenVirtual ...................................................................................115
5.3.1 Primeira Versão..........................................................................................116
5.3.2 Segunda Versão.........................................................................................122
5.3.3 Terceira Versão ..........................................................................................124
5.4 Considerações ...............................................................................................137
6 TESTES E AVALIAÇÕES DO GENVIRTUAL....................................................138
6.1 Primeira Etapa – Avaliação de Aplicabilidade com um Especialista em
Musicoterapia............................................................................................................138
6.1.1 Metodologia................................................................................................138
6.1.2 Resultados .................................................................................................139
6.1.3 Publicações ................................................................................................143
6.2 Segunda Etapa ..............................................................................................143
6.2.1 Avaliação de Uso em Sessão de Musicoterapia.........................................144
6.2.2 Avaliação de Uso em Sessão de Terapia Ocupacional..............................147
17
6.2.3 Publicações ................................................................................................151
6.3 Terceira Etapa ...............................................................................................151
6.3.1 Avaliações dos Requisitos do “Fazer Musical” por Musicoterapeutas........151
6.3.2 Avaliações de Uso em Sessões de Musicoterapia na AACD .....................154
6.3.3 Avaliações de Uso em Sessões de Terapia Ocupacional na ABDIM.........157
6.3.4 Publicações ................................................................................................164
6.4 Considerações ...............................................................................................164
7 CONCLUSÕES..................................................................................................165
7.1 Impactos Científicos e Tecnológicos..............................................................167
7.2 Trabalhos Futuros ..........................................................................................168
APÊNDICE A - Detalhamento do Diagrama de Classes ..............................................182
APÊNDICE B - Bibliotecas para Desenvolvimento de Aplicações de Realidade
Aumentada .................................................................................................................. 195
APÊNDICE C - Feira Muito Especial de Tecnologias Assistivas ................................ 198
APÊNDICE D - Questionário de Satisfação da Interação do Usuário ........................ 202
APÊNDICE E - Questionário de Avaliação dos Requisitos do Fazer Musical - Aplicação
para o ambiente de intervenção em Musicoterapia .................................................... 203
APÊNDICE F - Questionário de Satisfação e Interação do Usuário (AACD) ............. 204
APÊNDICE G - Questionário de Satisfação e Interação do Usuário (ABDIM) ........... 205
APÊNDICE H – Avaliações com os Pacientes da ABDIM .......................................... 207
APÊNDICE I – Avaliações com os Terapeutas da ABDIM ......................................... 210
APÊNDICE J – Sítio Eletrônico do GenVirtual ............................................................ 212
ANEXO A – PROTOCOLO DE PESQUISA DA AACD ............................................... 214
18
1 INTRODUÇÃO
A música é capaz de despertar as mais variadas emoções no ser humano. De acordo
com Leme (2009) e Smith (1999), ao escutar música, o ouvido transforma os sons em
estímulos elétricos que chegam ao cérebro, provocando o aumento na produção de
endorfina. Este hormônio, por sua vez, causa sensação de bem-estar e relaxa o corpo,
diminuindo os batimentos cardíacos e a pressão arterial. Segundo Smith (1999), o
organismo humano é dotado de um sistema sonoro capaz de comandar a percepção e
produção dos sons. Quando há um desequilíbrio neste sistema, a pessoa doente se
sente menos motivada e mais triste. Neste contexto, a música pode agir como fator
terapêutico, trazendo de volta o equilíbrio que esta pessoa necessita.
Ao longo da história, a música vem sendo utilizada de inúmeras formas e para diversos
fins, seja como forma de expressão, comunicação, interação, fonte de meditação, de
lazer, de renda, seja como auxílio no processo de prevenção, restauração e reabilitação
da saúde.
O processo musicoterapêutico pode desenvolver-se de acordo com várias abordagens
e métodos, sendo os mais comuns: improvisação, recriação e composição musical,
audição sonora e musical e imitação musical (BENEZON, 1998), (BARANOW, 1999),
(BRUSCIA, 2000), (NASCIMENTO, 2006), (IKUTA, 2009).
Segundo Streeter (2001), atividades de recriação e composição musical, quando
envolvem a execução de instrumentos musicais, por exemplo, podem aumentar o
rendimento em sessões de reabilitação física, enquanto exercícios físicos regulares se
tornam repetitivos e cansativos. Essas atividades podem despertar o interesse do
indivíduo principalmente para uso dos membros superiores (MMSS) e proporcionar
estabilidade do tronco, melhorando a amplitude do movimento motor fino ou grosso.
Durante estas atividades, muitas vezes, faz-se necessário o uso de instrumentos
musicais adaptados às necessidades físicas específicas do paciente com o intuito de
auxiliá-lo no manuseio (LOURO 2005; 2009), (LINA, 2009). Ao adaptar instrumentos,
19
introduzir posturas, investir em equipamentos no setor de Musicoterapia, o terapeuta
contribui diretamente para a melhora de desempenho numa área que aplica estratégias
diferenciadas para ganhos motores (destreza manual e outros), melhora da
comunicação e da fala e, principalmente, da autoestima.
Os pacientes atendidos no setor de Musicoterapia da Associação de Assistência à
Criança Deficiente (AACD), por exemplo, possuem graus de deficiência física variados,
dos mais leves aos mais graves, necessitando de equipes especializadas que
contribuam para a melhor adaptação dos procedimentos e tecnologias às necessidades
de cada paciente (NASCIMENTO, 2006), (LINA, 2009).
Algumas adaptações tecnológicas são feitas sob encomenda pelo musicoterapeuta e,
portanto, em pequenas quantidades para o setor (NASCIMENTO, 2006), (LINA, 2009).
Algumas vezes, um respectivo recurso adaptador de prática instrumental atende
apenas às necessidades de uma determinada incapacidade física, sendo que para
outras, este mesmo recurso pode ser desconfortável. Outro fator relevante é o custo
para fabricação e aquisição de recursos adaptativos. Também é recomendável para
muitos pacientes dar continuidade ao tratamento em domicílio, entretanto, muito
pacientes não possuem recursos financeiros para adquirir instrumentos musicais
adaptados.
Por outro lado, o número de computadores e acesso à Internet nos lares brasileiros vem
crescendo rapidamente (CETIC, 2010). Além de promover o acesso à informação e
comunicação, a inclusão digital, tem se tornado uma importante aliada do ensino e
aprendizagem (REKIMOTO; NAGAO, 1995), (THOMAS et al, 2010), (LOPES et al,
2010), do treinamento (HOLDEN; DYAR, 2002), (GOLOMB, et al, 2010) e da simulação
(HOFFMAN et al, 2003), (BOTELLA, 2010).
Dessa forma, diversas tecnologias computacionais, com recursos para pessoas com
deficiência física grave, vêm tornando possível o acesso às tarefas de vida diária.
Sistemas para reconhecimento da fala (WALD, 2008), (HUA; LIEH-NG, 2010) e
rastreamento de olhos (JACOB, 1991), (CHEN; PU, 2010) são utilizados para fornecer
20
acesso à escrita, leitura e comunicação. Interfaces cérebro-computador1 ajudam
pessoas com deficiência física grave a se comunicarem e se locomoverem (WOLPAW
et al, 2002).
Na área da saúde, os computadores assumem um papel importante tanto para motivar
os pacientes durante a terapia quanto para fornecer dados quantitativos para o
acompanhamento pelo terapeuta (OLIVEIRA et al, 2010). Em particular, na área da
Musicoterapia, softwares e equipamentos eletrônicos têm possibilitado o “fazer musical”
terapêutico e educacional de pessoas com graves limitações físicas. Técnicas de visão
computacional2, por exemplo, possibilitam capturar e converter gestos corporais dos
dedos, mãos e pés, em informações sonoras e gráficas (GORMAN et al, 2007).
Sensores ultra-sônicos também podem ser utilizados com a mesma finalidade
(SOUDBEAM, 2011).
A área de Reabilitação Virtual vem ganhando notoriedade na comunidade científica por
proporcionar o uso de ambientes virtuais, desenvolvidos com tecnologia de Realidade
Virtual ou Aumentada, para reabilitação. Se comparada com procedimentos realizados
manualmente, a Reabilitação Virtual pode proporcionar inúmeros benefícios (BURDEA,
2003), (SVEISTRUP et al, 2003), como a possibilidade de: realizar exercícios repetitivos
mais atrativos com representações visuais, auditivas e sinestésicas que motivam o
paciente; obter medidas objetivas dos exercícios físicos (velocidade dos membros,
amplitude de movimento, taxas de acerto e/ou erro, pontuações em jogos, entre outros);
aumentar ou diminuir a complexidade dos exercícios; armazenar os dados coletados
para acesso remoto; realizar atividades domiciliares assistidas ou não pelo terapeuta,
entre outros.
Com a Realidade Aumentada, é possível criar sistemas computacionais diferenciados
para usuários com deficiência para utilizar dispositivos convencionais como teclado e
mouse (GARBIN et al, 2006), (GARBIN, 2008), (GARBIN, 2009). Esta tecnologia
1 Interface que utiliza sinais elétricos detectados de áreas corticais ou subcorticais cerebrais que são
utilizados para ativar dispositivos externos tais como computadores e próteses (WOLPAW et al., 2002). 2 Conjunto de métodos e técnicas através dos quais sistemas computacionais podem ser capazes de
interpretar imagens. A interpretação de uma imagem pode ser definida em termos computacionais como a transformação de um conjunto de dados digitais representando uma imagem (um sinal mono-, bi-, tri- ou tetradimensional) em uma estrutura de dados descrevendo a semântica desses dados em um conjunto qualquer (GONZALEZ; WOODS, 1993).
21
possibilita adicionar elementos virtuais ao mundo real do usuário, cuja manipulação
ocorre de forma natural, com as mãos, sem uso de aparatos convencionais como
teclado e mouse e adaptadores nas mãos (KIRNER; TORI, 2006), (KIRNER; KIRNER,
2008). Esta característica da Realidade Aumentada proporciona o acesso de pessoas
com deficiência física e motora a ambientes virtuais, facilitando procedimentos
educacionais (THOMAS et al, 2010) e terapêuticos (RICHARD et al, 2007), (ASSIS;
LOPES, 2008), (BOTELLA, 2010).
Existem vários meios de se construir ambientes de Realidade Aumentada, sendo que o
mais comum e acessível economicamente é com o uso de uma webcam para capturar
as imagens do mundo real, de um software de Realidade Aumentada para misturá-las
com elementos virtuais e de um monitor de vídeo para exibir as imagens misturadas
(NISCHELWITZER, et al, 2008).
Apesar do grande potencial de uso da Realidade Aumentada para reabilitação, não
foram encontrados, na literatura, trabalhos que evidenciem sua eficácia no tratamento
musicoterapêutico. Até o momento, a Realidade Aumentada tem sido utilizada como um
instrumento atrativo para apoiar o processo de aprendizagem musical (ZORZAL et al,
2005), (KIRNER et al, 2006), (CONSTANZA et al, 2003).
Tendo em vista os benefícios proporcionados por esta tecnologia, em relação às formas
de interação, que dispensa o uso dos aparatos tecnológicos (mouse e teclado) e
adaptadores nas mãos, supõe-se que os procedimentos musicoterapêuticos, quando
dirigidos às pessoas com deficiência física, podem ser facilitados pelo uso desta
tecnologia. Além disso, sistemas desenvolvidos com Realidade Aumentada podem ser
facilmente acessados em domicílio o que pode potencializar o tratamento, inclusive com
possibilidades de acompanhamento remoto. Outro fator relevante é o potencial desta
tecnologia para melhorar a motivação e satisfação dos pacientes e influenciar
positivamente no seu tratamento de reabilitação.
22
1.1 Hipótese
É possível conceber, implementar, testar e validar um sistema eletrônico interativo
capaz de apoiar e ampliar as estratégias das intervenções musicoterapêuticas no
contexto da reabilitação física e cognitiva.
1.2 Objetivos
O objetivo geral desta pesquisa é investigar o estado da arte em Reabilitação Virtual e
verificar se é possível conceber um sistema eletrônico interativo capaz de apoiar e
ampliar as estratégias de intervenções musicoterapêuticas no contexto da reabilitação
física e cognitiva.
1.2.1 Objetivos Específicos
Para alcançar o objetivo geral desta pesquisa foi necessário o desenvolvimento das
seguintes atividades:
• realizar um estudo sobre aspectos relacionados à reabilitação física e cognitiva,
com ênfase nos conceitos dos métodos musicoterapêuticos;
• realizar um estudo sobre o estado da arte em Reabilitação Virtual, aprofundando-
se nas pesquisas em Realidade Aumentada com vista a explorar as
possibilidades de combinar Realidade Aumentada e Música;
• levantar a percepção e os requisitos necessários para desenvolvimento do
trabalho junto a especialistas em musicoterapia;
23
• conceber uma proposta de sistema eletrônico musical para reabilitação;
• implementar uma primeira versão do sistema;
• avaliar a primeira versão do protótipo junto a especialistas em reabilitação para
revisão dos requisitos do sistema;
• implementar uma segunda versão do protótipo com base na revisão dos
requisitos do sistema;
• testar a segunda versão do protótipo com um musicoterapeuta e um paciente
durante uma sessão de Musicoterapia para validar os requisitos;
• avaliar a segunda versão do protótipo e realizar nova revisão dos requisitos com
base nos testes com o musicoterapeuta e paciente;
• implementar a terceira versão do protótipo para ajustes do sistema com base nos
testes realizados com musicoterapeuta e paciente;
• avaliar a terceira versão do protótipo com musicoterapeutas, terapeutas
ocupacionais e pacientes em duas diferentes instituições de reabilitação;
• analisar e publicar os resultados dos testes e avaliações realizados em
congressos e revistas científicas de impacto na área.
1.3 Justificativa e Relevância
A reabilitação convencional é, por sua natureza, repetitiva e muitas vezes dolorosa
(GREVE, 2007). A repetição tende a reduzir a motivação do paciente. Outra
característica é a falta de recursos que possibilitem continuidade do tratamento
domiciliar, com pouco ou nenhum monitoramento presencial de um terapeuta
(GOLOMB, et al, 2010), (BOTELLA, 2010). A reabilitação convencional geralmente é
feita um-para-um, ou seja, um terapeuta atende um paciente por vez (BUCKLEY et al,
2002). Dessa forma, os custos tendem a ser altos, especialmente para pacientes graves
que precisam de cuidados especiais durante todo o tempo. Por fim, a distribuição de
24
terapeutas sobre o território nacional é desigual. A maioria dos terapeutas atende em
torno de áreas urbanas e longe de zonas rurais, onde a terapia se torna mais difícil ou
mesmo inexistente.
Com base nesta premissa, vários exercícios físicos são previstos para serem realizados
em casa pelo paciente (entre as consultas semanais que ocorrem nos centros de
reabilitação). Geralmente, o terapeuta passa as instruções dos exercícios verbalmente
ao paciente e ao cuidador. Dependendo da complexidade dos exercícios, o terapeuta
escreve as instruções em papel, exemplificando com fotos ou desenhos e os entrega a
seu paciente. A ideia é que o paciente siga as instruções corretamente realizando os
exercícios em casa e retorne ao centro de reabilitação uma ou duas vezes por semana
para acompanhamento e exames de avaliação.
Os exames são usados para monitorar o estado físico do paciente e orientar para outro
tipo de tratamento fisioterapêutico, como por exemplo, quando são necessários
equipamentos especializados. Ao final de algumas sessões terapêuticas, um novo
planejamento de metas de reabilitação é planejado com o paciente para incluir o que o
mesmo deve executar em casa.
Nota-se, portanto, a importância da busca por alternativas que tornem o tratamento
mais interessante, desafiador e motivador. O uso dos computadores para apoiar o
tratamento convencional de reabilitação, pode ser um grande aliado do terapeuta, ao
fornecer recursos audiovisuais combinados com desafios que motivam e engajam o
paciente durante a terapia, bem como para fornecer dados qualitativos e quantitativos
sobre o desempenho do paciente. Além disso, a alta disponibilidade de recursos
computacionais de baixo custo e fácil acesso podem contribuir para a inovação social.
1.4 Materiais e Métodos
No início do projeto, foram realizadas diversas reuniões e sessões de observação em
campo com especialistas em reabilitação física e musicoterapeutas da AACD, a fim de
25
caracterizar o problema e levantar o estado da arte e os requisitos do sistema. Os
musicoterapeutas indicaram livros e artigos sobre Reabilitação e Musicoterapia para
estudo. A leitura especializada de autores como (BENEZON, 1998), (BARANOW,
1999), (BRUSCIA, 2000), (LOURO et al, 2005), (NASCIMENTO, 2006), (LOURO,
2006), (IKUTA, 2009), (ROCKENBACK; NASCIMENTO, 2009), juntamente com as
observações das intervenções de musicoterapeutas com pacientes, possibilitou o
entendimento dos conceitos que permeiam a reabilitação física e cognitiva e também
dos métodos musicoterapêuticos utilizados.
Durante a pesquisa de campo, realizada no setor de Musicoterapia da AACD,
observou-se que alguns pacientes necessitavam de adaptações nos MMSS para
interação com os instrumentos musicais. A escolha pela melhor adaptação dependia da
limitação motora e do quão motivado o paciente estava se sentindo para desempenhar
a tarefa.
A tecnologia de Realidade Aumentada foi elencada para esta pesquisa por possibilitar
interação com as mãos, sem uso de adaptações, além de seu potencial para estimular
o aprendizado e aumentar a motivação na realização das tarefas.
Foi realizado um estudo sobre tecnologias de hardware e software necessários para
concepção e uso de ambientes de Realidade Aumentada, como displays, dispositivo de
captura de imagens (câmera e webcam), métodos de combinação de imagens reais e
virtuais, bibliotecas de áudio e bibliotecas para desenvolvimento de ambientes de
Realidade Aumentada. Após análise das tecnologias, foram priorizadas as de baixo
custo que pudessem satisfazer aos requisitos levantados nas reuniões com os
especialistas e um primeiro protótipo foi implementado.
Um projeto de testes de usabilidade do sistema foi encaminhado ao Comitê de Ética em
Pesquisa da AACD sob protocolo N° protocolo nº089/1 0 (Anexo A). O Comitê autorizou
a realização dos testes do sistema com um grupo de pacientes voluntários que estavam
sob tratamento no setor de Musicoterapia. Este projeto de testes incluiu o planejamento
das intervenções e avaliação de usabilidade do sistema, com critérios de inclusão e
exclusão, duração e frequência das intervenções.
26
O protótipo foi implementado seguindo o ciclo de desenvolvimento de ambientes
virtuais proposto por Kirner e Martins (1999). A cada ciclo de desenvolvimento, o
protótipo foi testado junto aos usuários (musicoterapeutas e/ou pacientes), visando
verificar e adequar novos requisitos de usabilidade. A primeira versão, resultante do
primeiro ciclo de desenvolvimento, foi apresentada à musicoterapeuta da AACD, que
participou da definição inicial dos requisitos. O objetivo foi proporcionar a familiarização
e domínio da tecnologia de Realidade Aumentada e verificar se esta tecnologia
apresentava potencial para uso em intervenções de Musicoterapia. A coleta de dados
foi feita com base num estudo etnográfico por meio de apontamentos, entrevistas e
gravações em vídeo. Após análise dos dados coletados, foi possível identificar novos
requisitos que deram início ao segundo ciclo de desenvolvimento originando a segunda
versão do protótipo.
A segunda versão foi testada durante uma intervenção de Musicoterapia com um
paciente com Paralisia Cerebral e um musicoterapeuta. O objetivo foi avaliar se o
paciente aceitava a tecnologia de Realidade Aumentada. A metodologia de avaliação
foi realizada com base em um estudo etnográfico por meio de apontamentos,
entrevistas e gravações em vídeo. Após análise dos dados coletados neste
experimento, pode-se identificar novos requisitos que deram início ao terceiro ciclo de
desenvolvimento originando a terceira versão do protótipo.
A terceira versão foi avaliada em dois centros de reabilitação (AACD e ABDIM). Na
AACD, foram feitos experimentos de uso do protótipo em intervenções de Musicoterapia
com três crianças com distúrbios motores. O objetivo foi avaliar a motivação e
satisfação dos pacientes e familiares em intervenções de Musicoterapia com uso da
tecnologia. A metodologia de avaliação foi realizada com base no Questionário da
Satisfação da Interação do Usuário (Questionnaire for User Interaction Satisfaction -
QUIS).
Na ABDIM, foram feitos experimentos de uso do protótipo em intervenções de Terapia
Ocupacional com um grupo de dezesseis pacientes com Distrofia Muscular de
Duchenne (DMD). O objetivo foi verificar se o sistema, aplicado a um programa de
reabilitação de MMSS, era capaz de interferir na motivação, satisfação e consequente
27
aderência aos exercícios de Terapia Ocupacional. A coleta de dados foi feita por meio
de um questionário de satisfação baseado na escala de Likert.
Após a finalização dos dois experimentos com a terceira versão, o protótipo passou
pela etapa de finalização, onde foi criado um arquivo de instalação que está atualmente
disponível para download gratuito na página criada para a divulgação deste trabalho.
1.5 Organização do Trabalho
O texto encontra-se organizado em sete capítulos. O capítulo inicial apresenta uma
introdução ao problema abordado neste trabalho, bem como a hipótese, a justificativa,
os objetivos e os materiais e métodos utilizados na pesquisa.
O capítulo dois apresenta fundamentos que permeiam a Reabilitação e a Musicoterapia
que servem de base teórica para a compreensão do domínio da pesquisa.
O capítulo três apresenta os principais conceitos na área de Reabilitação Virtual,
aprofundando-se na tecnologia de Realidade Aumentada e o estado da arte dos
Sistemas Eletrônicos Interativos para Reabilitação.
O capítulo quatro descreve a proposta de sistema de Realidade Aumentada Musical
para reabilitação, detalhando as etapas de especificação dos requisitos e de projeto,
onde são apresentados os diagramas de casos de uso e diagramas de classes.
O capítulo cinco mostra os detalhes de implementação do sistema GenVirtual baseado
na proposta e concebido em etapas, de acordo com avaliações de usabilidade
realizadas com sucessivas versões do protótipo.
O capítulo seis apresenta os resultados dos testes e avaliações do GenVirtual
realizados com terapeutas e pacientes em centros de reabilitação.
O último capítulo apresenta as considerações finais do trabalho, bem como propostas
para trabalhos futuros.
28
2 REABILITAÇÃO E MUSICOTERAPIA
Este capítulo apresenta alguns pontos que permeiam a Reabilitação e a Musicoterapia.
Trata-se de um conteúdo da medicina de reabilitação e traz consigo um verdadeiro
arsenal de informações específicas necessárias para a compreensão dos capítulos
subsequentes.
2.1 Conceitos em Reabilitação
A palavra reabilitação vem do termo habilitar, do latim habilitare, verbo transitivo que
significa tornar hábil, capaz, apto. Com a inclusão do prefixo re-habilitar tem o sentido
de adquirir novamente uma habilidade perdida ou diminuída (GREVE, 2007).
Na área médica, o conceito de reabilitação sempre assume uma conotação terapêutica,
pois busca devolver ao indivíduo, com algum tipo de incapacidade, o máximo de
funcionalidade possível (LIANZA; KODA, 2001). Além do termo “incapacidade”, deve-se
também ter em mente o conceito de termos como “deficiência” e “desvantagem”'. De
acordo com a Classificação Internacional de Deficiência, Incapacidade e Desvantagem
(CIDID) criada pela Organização Mundial da Saúde (WHO, 1993), uma doença gera
uma deficiência que se traduz em incapacidade resultando em desvantagem:
• Deficiência: qualquer perda ou anormalidade de estrutura ou função
psicológica, fisiológica ou anatômica. Incluem-se nessas a ocorrência de uma
anomalia, defeito ou perda de um membro, órgão, tecido ou qualquer outra
estrutura do corpo, inclusive das funções mentais. Representa a exteriorização
de um estado patológico, refletindo um distúrbio orgânico, uma perturbação no
órgão.
29
• Incapacidade: restrição, resultante de uma deficiência, da habilidade para
desempenhar uma atividade considerada normal para o ser humano. Surge
como consequência a uma deficiência motora, sensorial, cognitiva, emocional
ou profissional refletindo em distúrbios nas atividades e comportamentos
essenciais à vida diária.
• Desvantagem: expressa as limitações, resultante de uma deficiência ou uma
incapacidade, em termos de desempenho de um papel social (vida diária,
educação, trabalho e lazer).
De acordo com Lianza e Koda (2001), a identificação destes itens, durante a avaliação
por um fisiatra3, é muito importante, pois, o tratamento de reabilitação é basicamente,
uma programação de metas a serem alcançadas e estas devem ser dirigidas à redução
das incapacidades e à prevenção das deficiências. Pelas mesmas razões, deve-se
também identificar as capacidades funcionais do indivíduo. O diagnóstico adequado das
capacidades funcionais possibilita aumentar o grau de independência e autonomia por
meio de um trabalho de compensação funcional.
Segundo Greve (2007), as condições determinantes das incapacidades são muito
variáveis e dependem de muitos fatores como idade, grau de cultura e nível
educacional, condições socioeconômicas, etiologia da doença incapacitante, além de
aspectos próprios da personalidade.
De acordo com a autora, destacam-se entre as causas de incapacidades:
• Em crianças: doenças congênitas, hereditárias e neuronatais (alterações
genéticas, cromossômicas, malformações diversas, problemas no parto e
traumas).
• Em adultos jovens: limitações de mobilidade causadas por lesões
traumáticas (lesão da medula espinhal, encefálicas e musculoesqueléticas).
3 Fisiatra é um médico especializado em medicina física.
30
• Em indivíduos de meia idade e idosos: doenças crônicas,
cardiocirculatórias, neurológicas, diabetes, demências e artrites.
Posto isto, as crianças, os jovens adultos, os indivíduos de meia idade ou idosos que,
através da avaliação médica, recebem diagnóstico de doenças incapacitantes, têm a
indicação de receber tratamento de reabilitação física e/ou cognitiva.
Para fins didáticos, dividiu-se, neste texto, a reabilitação em física e cognitiva. Cabe
destacar que uma não exclui a outra. O contexto é complexo e interligado entre si.
2.1.1 Reabilitação Física
Segundo Cidade e Freitas (2002), a deficiência física (ou motora) é caracterizada por
um distúrbio da estrutura ou da função do corpo que interfere na movimentação e/ou na
locomoção do indivíduo (GORGATTI; BÖHME, 2003). Pode envolver fraqueza ou
limitação no controle muscular (movimentos involuntários, ausência de coordenação ou
paralisia), limitações de sensações, problemas nas juntas ou perda de membros em
decorrência de lesões neurológicas, neuromusculares, ortopédicas ou malformações
congênitas (MFC)4.
Além de consequências físico-motoras aparentes, a deficiência física marca o indivíduo
do ponto de vista social, afetivo e comunicativo, o que por vezes, são lesões bem
maiores que as que visivelmente se pode notar (CARDOSO; PALMA, 2010).
Com o objetivo de desenvolver a máxima funcionalidade e qualidade de vida, a
reabilitação física (ou fisioterapia), concebe programas, selecionando, planificando e
4 Todo defeito na constituição de algum órgão ou conjunto de órgãos que determine uma anomalia
morfológica estrutural presente no nascimento devido à causa genética ambiental ou mista (FILHO; AOKI, 2010). Essa definição abrange todos os desvios em relação à forma, tamanho, posição, número e coloração de uma ou mais partes capazes de serem averiguadas macroscopicamente ao nascimento e/ou decorrente de condição morfológica congênita.
31
utilizando técnicas, modalidades educativas e terapêuticas específicas baseadas no
movimento, nas terapias manipulativas e meios físicos e naturais, escolhidas a partir da
análise e avaliação do movimento e da postura.
A reabilitação física atua principalmente na identificação, prevenção, recuperação,
reeducação, habilitação e reabilitação de incapacidades originadas por disfunções
físicas (do foro funcional musculoesquelético, cardiovascular, respiratório e neurológico,
entre outras) e por disfunções psíquicas.
2.1.2 Reabilitação Cognitiva
Segundo Davis e Rockwood (2004), as disfunções cognitivas são entidades
nosológicas complexas5, multiformes e essencialmente dinâmicas que se caracterizam,
basicamente, por alterações no funcionamento normal dos processos mentais e
neurobiológicos subjacentes ao fenômeno que se convencionou chamar de cognição ou
inteligência humana. De acordo Sternberg (1979) e Marshalek et al (1983), cognição ou
inteligência humana é a capacidade fundamental, exibida pelos seres humanos, de se
adaptar a diversas situações, mediante a implementação de procedimentos distintos a
modificá-las de modo que se ajustem às necessidades e objetivos.
Assim conceituada, a expressão cognição ou inteligência humana engloba não somente
capacidades historicamente classificadas como cognitivas/inteligentes, tais como, a
atenção, a percepção, a linguagem, a aprendizagem, a memória, o raciocínio lógico-
matemático, como também aquelas capacidades ou funções, tais como a motivação, a
emoção, a imaginação, a criatividade, a capacidade de se relacionar consigo mesmo e
com os outros, a habilidade de realizar as sequências motoras complexas necessárias
à execução de atividades como tocar instrumentos musicais, desenhar, dançar, praticar
esportes, entre outros (STERNBERG, 1979), (SNOW, 1989), (CAROLL, 1993).
5 Termo médico que identifica um ramo da medicina que se ocupa da definição e classificação
sistemática das doenças (DICIONÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS DE MEDICINA E SAÚDE, 2008).
32
De acordo com Davis e Rockwood (2004), as causas das disfunções cognitivas podem
ser decorrentes de traumatismos, afecções vasculares, tumores, infecções, patologias
degenerativas e procedimentos neurocirúrgicos. Estas lesões são capazes de provocar,
além de alterações vegetativas, de equilíbrio, de motricidade e de sensibilidade,
também transtornos de natureza cognitiva, que irão comprometer, em maior ou menor
grau, as capacidades ou funções do ser humano.
A diversidade do funcionamento do pensamento e das modalidades da cognição para
ser implementada, com vista ao tratamento de reabilitação de uma determinada
disfunção cognitiva, é uma tarefa complexa e estratégias diferentes são elencadas com
a finalidade de, através da motivação do paciente, o terapeuta possa atingir seus
objetivos terapêuticos.
2.2 Conceitos em Musicoterapia
Para o melhor entendimento dos conceitos musicoterapêuticos e dos capítulos que
abordam o desenvolvimento e avaliações do sistema aqui proposto, faz-se necessária
uma breve apresentação de alguns conceitos que compõe o universo musical e o da
musicoterapia.
2.2.1 Definições Musicais
No dicionário Aurélio, música é “a arte e ciência de combinar os sons de modo
agradável ao ouvido”, “qualquer composição musical”, “qualquer conjunto de sons”. Nos
livros de teoria musical, música é definida como uma sucessão de sons e silêncios
organizados com equilíbrio e proporção ao longo do tempo (LACERDA, 2006).
33
De acordo com Brito (2003), as características do som não podem ser interpretadas
como sendo a própria música, mas a passagem do sonoro ao musical se dá pelo
relacionamento entre os sons (e seus parâmetros) e o silêncio.
São parâmetros do som (LACERDA, 2006), (BRITO, 2003):
• Altura - diferente entoação das notas (grave, médio ou agudo). Por exemplo,
as notas do começo e as notas do final da escala do piano se diferenciam pela
altura.
• Duração - espaço de tempo em que soa o som.
• Intensidade - propriedade do som de ser fraco ou forte (volume).
• Timbre - é a qualidade pela qual um som se diferencia de outro da mesma
altura. Por exemplo, a mesma nota musical tocada por um piano e por um
violão possui timbres diferentes.
São elementos da música (LACERDA, 2006), (BRITO, 2003):
• Melodia - sucessão de sons sequenciais (ex. uma nota por vez) repetindo ou
variando tempo, altura e intensidade.
• Harmonia - seqüência de sons combinados simultaneamente formando
acordes.
• Ritmo - divisão ordenada do tempo, pulsação, batida.
Nota Musical é definida pelo número de repetições de uma forma de onda do espectro
sonoro audível em um segundo (LACERDA, 2006). Musicalmente, é um sinal gráfico
que representa a altura e a duração dos sons musicais. O número de repetições de
uma forma de onda por segundo é definido como frequência do sinal que é fornecida
em Hertz (Hz). As Notas Musicais se organizam em ordem gradual de altura (escala),
tanto na ordem ascendente ou descendente. Na ordem ascendente, o som se torna
mais agudo (alto). Na ordem descendente, o som se torna mais grave (baixo).
34
Pauta Musical ou Pentagrama é a estrutura usada para a notação musical, constituída
pelo conjunto de cinco linhas paralelas e equidistantes, formando entre si quatro
espaços (LACERDA, 2006), (BRITO, 2003). As linhas e espaços são contados de baixo
para cima. São nestas linhas e espaços que se escrevem as notas dos sons musicais.
Para convencionar o posicionamento das Notas Musicais no Pentagrama, usa-se um
sinal chamado Clave que se coloca no princípio da pauta. Existem três tipos de claves
(LACERDA, 2006), (BRITO, 2003):
• Clave de Sol - usada para os sons agudos. Determina que a nota sol esteja
na segunda linha do Pentagrama, portanto, define-se o posicionamento de
todas as outras notas dispostas em ordem.
• Clave de Fá - usada para sons graves. Determina a localização da nota Fá na
quarta ou terceira linha, sendo a primeira a mais usada.
• Clave de Dó - usada para sons médios. Determina a localização da nota Dó,
anotada na primeira, segunda, terceira e quarta linha. A mais usada é na
terceira linha.
2.2.2 Música e Musicoterapia
A música na Educação Musical tem enfoque pedagógico (LOURO, 2006) enquanto que
na Musicoterapia o enfoque é terapêutico (BARANOW, 1999), (NASCIMENTO, 2006).
Segundo a Federação Mundial de Musicoterapia (WFMT, 2011):
35
“Musicoterapia é a utilização da música e de seus elementos (som, ritmo,
melodia e harmonia) por um profissional qualificado, em um paciente ou grupo,
no processo musicoterapêutico para facilitar e promover a comunicação,
relação, aprendizagem, mobilização, expressão, organização e outros objetivos
terapêuticos relevantes para alcançar necessidades físicas, emocionais,
mentais, sociais e cognitivas. A Musicoterapia tem como objetivo desenvolver
potenciais e/ou estabelecer funções do indivíduo para que possa alcançar
melhor integração intra e/ou interpessoal e, em conseqüência, uma melhor
qualidade de vida, por meio da prevenção e reabilitação”.
A música estimula as regiões límbicas (emocionais, motoras e impulsivas) e auxilia na
reorganização das regiões cerebrais traumatizadas (ROCKENBACK; NASCIMENTO,
2009). Ao ouvir música, o ouvido transforma os sons em estímulos elétricos que
chegam ao cérebro e que, dependendo do histórico sonoro do indivíduo, pode provocar
o aumento da produção de endorfina (SMITH, 1999), (LEME, 2009). Este hormônio, por
sua vez, causa sensação de bem-estar e relaxa o corpo, diminuindo os batimentos
cardíacos e a pressão arterial. Do mesmo modo, a música beneficia competências
cognitivas como memória, atenção planejamento e resolução de tarefas especiais
(ROCKENBACK; NASCIMENTO, 2009).
Por todas essas características da música, as intervenções musicoterapêuticas podem
ser benéficas e contribuir para a melhora do paciente e de sua qualidade de vida no
processo de reabilitação.
2.2.3 Competências do Musicoterapeuta
A profissão de musicoterapeuta foi instituída pela Federação Mundial de Musicoterapia,
no ano de 1996. Segundo Cervellini e Mezzadri (2006):
36
“é da competência do musicoterapeuta atuar na melhoria da qualidade de vida
do paciente utilizando-se dos recursos musicais e, para isso é necessário o
conhecimento do desenvolvimento do ser humano, um domínio da linguagem
musical estruturada e um bom repertório musical, que devem ser utilizados de
maneira criativa, possibilitando a auto-expressão do paciente”.
As atividades do musicoterapeuta, para a área de medicina, envolvem (WFMT, 2011):
habilitar pacientes; realizar diagnósticos; analisar condições dos pacientes e ambientes;
orientar pacientes, familiares, cuidadores e responsáveis; administrar recursos
humanos, materiais e financeiros; executar atividades administrativas; interagir com
outros profissionais; demonstrar competências pessoais; entre outras.
2.2.4 Métodos e Procedimentos Musicoterapêuticos
Na literatura, são encontrados diversos métodos e procedimentos de intervenção
musicoterapêutica citados por (BENEZON, 1998), (BARANOW, 1999), (BRUSCIA,
2000), (NASCIMENTO, 2006) e (IKUTA, 2009), dentre eles, destacam-se:
• Improvisação Musical: o paciente faz música tocando ou cantando, criando
uma melodia, um ritmo, uma canção ou uma peça musical de improviso.
Segundo Benezon (1988), os elementos musicais podem abrir canais de
comunicação não verbal e, consequentemente, uma ponte para a
comunicação verbal, dando sentido à auto-expressão e à formação da
identidade, desenvolvendo habilidades grupais, criatividade, liberdade de
expressão, espontaneidade e capacidade lúdica, estimulando o
desenvolvimento dos sentidos e das habilidades perceptivas e cognitivas.
• Recriação Musical: é um termo mais abrangente que inclui a execução,
reprodução, transformação e interpretação de qualquer parte ou do todo de
um modelo musical existente, com ou sem uma audiência. Segundo Bruscia
(2000), estes recursos podem auxiliar o desenvolvimento de habilidades
37
sensório-motoras, melhorar o comportamento ritmado, atenção e orientação,
desenvolver a memória, habilidades de interpretação e comunicação de ideias
e sentimentos e melhorar atividades interativas em grupo.
• Composição Musical: o terapeuta ajuda o paciente a escrever canções,
letras ou peças instrumentais ou a criar qualquer tipo de produto musical como
vídeos com músicas ou fitas de áudio. Segundo Bruscia (2000), estes
recursos podem estimular o desenvolvimento de habilidades de planejamento
e organização, habilidades para solucionar problemas e promover a
autoresponsabilidade, habilidades para documentar e comunicar experiências
internas, promovendo a exploração de temas musicais por meio de ritmos em
paródias.
• Audição Sonora e Musical: o paciente ouve música e responde à
experiência de forma silenciosa, verbalmente ou através de outra modalidade.
Esta experiência pode envolver aspectos físicos, emocionais, intelectuais e
estéticos da música. Segundo Bruscia (2000), estes recursos podem auxiliar
no relaxamento, estimular os sentidos, melhorar a escuta perceptiva, a
integração auditiva com outras modalidades sensoriais, evocar respostas
comportamentais específicas, organizar ritmicamente comportamentos
motores do usuário, servir de estratégia de medição no aprendizado ou
memória de informações, auxiliar compreensão ou apreciação musical,
promover a associação livre ou por meios verbais ou não-verbais.
• Imitação Musical: O terapeuta utiliza o eco-ritmico, por meio do mesmo
instrumento ou outro similar, demonstrando que compreendeu o paciente.
Segundo Bruscia (2000), o musicoterapeuta responde imitando o paciente,
porém, em outra tonalidade ou modificando alguns parâmetros (escala
musical, timbre ou ritmo) da produção sonora.
Os procedimentos musicoterapêuticos para a reabilitação de um indivíduo, devem estar
alinhados aos objetivos gerais de reabilitação propostos por médicos e terapeutas. O
musicoterapeuta deve avaliar o paciente e direcionar o atendimento em harmonia com
38
toda a equipe interdisciplinar e estabelecer objetivos práticos que possibilitem um
ganho funcional a curto e médio prazos (NASCIMENTO, 2006).
Os musicoterapeutas possuem acesso a um prontuário completo com avaliação de
médicos, fisioterapeutas, terapeutas ocupacionais, psicólogos, psicopedagogos,
fonoaudiólogos, nutricionistas, odontólogos, enfermeiros e assistentes sociais. Após
avaliação inicial do paciente, a discussão do caso é feita regularmente. A troca de
informações entre os profissionais envolvidos possibilita uma melhora significativa no
quadro final dos pacientes (NASCIMENTO, 2006).
Antes de iniciar o tratamento, é realizada uma entrevista com o paciente e/ou cuidador
a fim de definir o melhor método musicoterapêutico a ser utilizado. A escolha das
músicas segue o padrão da individualidade de cada paciente. Para que se faça uma
escolha de repertório musical adequado, é necessário realizar várias etapas: entrevista
inicial, coleta do histórico sonoro-musical e avaliações de acordo com as necessidades
apresentadas. Após essa coleta e análise de dados, é traçado um plano de
atendimento de reabilitação do paciente (NASCIMENTO, 2006).
O musicoterapeuta também pode orientar o paciente e/ou seu cuidador quanto às
tarefas que podem ser realizadas em domicílio como forma de atingir os objetivos
estabelecidos pela equipe interdisciplinar (CERVELLINI; MIZELL, 2006). Alguns
materiais sonoros ou aparelhos para reproduções de vídeo e áudio podem ser
utilizados diariamente pelo paciente em seu domicílio.
2.2.5 Instrumentos Musicais Adaptados
De acordo com Lina (2009), a adaptação é um ramo da tecnologia assistiva que define
como a modificação da tarefa, método e meio ambiente, pode promover a
independência e autonomia. O ato de adaptar promove ajuste, acomodação e
adequação do indivíduo a uma nova situação.
39
O “fazer musical” na prática clínica muitas vezes requer a utilização de técnicas
compensatórias ou adaptativas, quando dirigidas especificamente às pessoas com
deficiência física (LOURO et al, 2005), (LOURO, 2006; 2009), (IKUTA, 2009). Segundo
Sampaio (2002):
“O Fazer Musical consiste em um agenciamento de velocidades, de forças de
atração e repulsão, de polarizações, de gestualidades, de tempos, de
intensidades, de massas sonoras, de volumes, de texturas, de formas, de
devires [...] Este Fazer Musical possui como resultado a produção de signos
musicais que englobam todo e qualquer produto deste ato musical, mesmo
aqueles produtos que originalmente não se chamariam propriamente musicais:
um movimento, uma palavra, um texto verbal, um desenho”.
Para o setor de Musicoterapia da AACD foram confeccionadas diversas adaptações
nos instrumentos musicais (LOURO et al, 2005), (IKUTA, 2009). Um exemplo é um
teclado eletrônico adaptado, denominado de “Big Keyboard” (Figura 2.1). O teclado é
constituído de madeira leve e alumínio, com teclas ampliadas em 5,5cm em suas
dimensões. Assim, ao invés de ser digitado, o paciente utiliza as mãos fechadas em
forma de punho para facilitar o processo de atividade física do MMSS.
Figura 2.1 - Teclado eletrônico adaptado (LOURO et al, 2005)
40
Outro exemplo é um suporte regulável à altura para sustentação do pandeiro (Figura
2.2). Este recurso facilita a utilização do instrumento por pessoas que não possuem um
dos braços ou que tenham dificuldades em segurar ou manipular o instrumento.
Figura 2.2 - Suporte regulável para sustentação de pandeiro (LOURO et al, 2005)
Foi confeccionado um suporte para triângulos, metafones e outros instrumentos de
percussão (Figura 2.3). Este suporte facilita a utilização de baquetas, mesmo quando o
paciente se encontra sentado em banco baixo ou no chão.
Figura 2.3 - Suporte para instrumentos de percussão (LOURO et al, 2005)
41
Também foram desenvolvidas adaptações de preensão para baquetas, palhetas de
violão e tubos de espuma. Estes recursos são utilizados nos casos em que não há a
dissociação dos dedos das mãos e/ou quando os pacientes possuem dificuldades em
manter a preensão dos objetos. As baquetas adaptadas facilitam o uso dos
instrumentos de percussão bem como o piano e teclado (Figura 2.4) Os tubos de
espuma servem para facilitar a preensão e o manuseio e, podem ser adaptados a
baquetas e a outros instrumentos musicais como o chocalho.
Figura 2.4 - Baquetas adaptadas (LOURO et al, 2005)
Há ainda adaptação de baquetas de bateria para pacientes com malformação congênita
de MMSS ou pacientes que perderam um dos membros devido a um acidente.
Além das adaptações para os instrumentos musicais, existem no comércio, softwares
específicos que possibilitam o acesso ao computador através de comandos simples,
adaptações no teclado ou mouse, associados a programas musicais, de forma a
permitir a escrita musical ou a programação e gravação de arranjos musicais.
Segundo Louro et al (2008), havendo múltiplas possibilidades de adaptações, haverá
múltiplas possibilidades de se realizar o “fazer musical”, o que certamente favorece às
pessoas com deficiência motora e que desejam estar em contato com a música. Mesmo
assim, ainda existem casos em que mesmo estas adaptações não são suficientes para
a inserção no universo musical. É o caso de indivíduos com doenças neuromusculares,
em que é fundamental que os terapeutas trabalhem com perdas funcionais e economia
física energética. Nestes casos, algumas atividades musicais não são recomendadas,
42
pois podem favorecer a fadiga e o desequilíbrio muscular devido ao excesso de esforço
físico e repetitivo que os instrumentos musicais exigem do indivíduo.
No caso de indivíduos com doenças degenerativas dos músculos, como é o caso das
distrofias musculares, por exemplo, é necessário descobrir maneiras de diminuir a
sobrecarga na musculatura, visando evitar iatrogenia6 (ZANOTELLI et al, 2007),
(ZANOTELLI, 2009). Com a degeneração progressiva dos músculos, conforme se
observa na clínica, estes indivíduos podem apresentar dificuldades de interação com
instrumentos musicais de percussão como pandeiros, tumbas, etc. Há ainda a
dificuldade de se manusear baquetas para interagir com caixas, pratos e outros
(LOURO et al, 2005), (LOURO, 2009). Alguns aspectos característicos da evolução da
doença como deformidades de tronco, comprometimento cardíaco (que afeta 50% a
80% dos casos da distrofia muscular de Duchenne, sendo a segunda causa mais
frequente de morte) e comprometimento respiratório crônico (55% a 90% dos casos
morrem de insuficiência respiratória entre 16 e 19 anos e, o restante, raramente
sobrevive após 25 anos), bem como alternativas terapêuticas estabelecidas para cada
paciente devem ser considerados e registrados. Apesar de um prognóstico duvidoso a
equipe de reabilitação deve estimular a participação na vida cotidiana, como formação
escolar, e vida laboral (ZANOTELLI et al, 2009).
2.2.6 Musicoterapia na Reabilitação
Na literatura é possível encontrar comprovações científicas sobre os benefícios da
música no tratamento de diversas doenças (PACCHETTI et al., 2000), no alívio de
dores crônicas (SIEDLIECKI; GOOD, 2006), (FRANCO; RODRIGUES, 2009) e na
recuperação pós-cirúrgica (HANSER; THOMPSON, 1994).
6 Iatrogenia refere-se a um estado de doença (ou complicações), causada por ou resultante do
tratamento médico. Em Farmacologia, este termo se refere a doenças ou alterações patológicas, criadas por efeitos colaterais dos medicamentos. É de se observar que condições iatrogênicas não resultam, necessariamente, de erros médicos, tais como falhas durante a cirurgia ou prescrição de medicamento errado, podem ser causadas por outros motivos (DICIONÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS DE MEDICINA E SAÚDE, 2008).
43
De acordo com Streeter (2001) e Nascimento (2009), intervenções musicoterapêuticas
para reabilitação, com metodologia cuidadosamente escolhida pelo terapeuta, podem
aumentar o rendimento dos exercícios físicos regulares em sessões terapêuticas.
Exercícios físicos repetitivos podem ser estimulados pela música, em diferentes estilos,
ritmos e intensidades, tornando a terapia mais divertida e menos tediosa.
Atividades que requerem a execução de instrumentos musicais, por exemplo, podem
melhorar a amplitude do movimento motor (fino ou grosso), por meio de estratégias
diversificadas como, por exemplo, (NASCIMENTO, 2006), (NASCIMENTO;
ROCKENBACH, 2009):
• posicionando alguns instrumentos musicais de percussão ao redor do
paciente, cujos movimentos exigem habilidades musculares específicas de
tronco e MMSS (movimento motor grosso);
• utilizando instrumentos musicais, como a flauta e o piano, que necessitam de
certa precisão de movimento dos dedos das mãos para execução (movimento
motor fino);
• executando exercícios musicais ritmados para aumentar o controle da marcha
em crianças com disfunções motoras graves;
2.3 Considerações
Este capítulo apresentou a base conceitual na área de Reabilitação e Musicoterapia
que fundamentam este trabalho. Nas referências apontadas neste capítulo, podem ser
encontradas as mais diferentes informações sobre os avanços da medicina através de
intervenção musicoterapêutica, possibilitando dessa forma, índices que comprovam
aquisição de saúde e qualidade de vida.
44
3 SISTEMAS ELETRÔNICOS INTERATIVOS NA REABILITAÇÃO
Este capítulo apresenta os principais conceitos que envolvem a área de Reabilitação
Virtual, aprofundando-se na tecnologia de Realidade Aumentada e o estado da arte dos
Sistemas Eletrônicos Interativos para Reabilitação. A autora enfatiza os sistemas
eletrônicos utilizados para reabilitação de MMSS visto que é o foco desta pesquisa.
Em 1994, Milgram e Kishino descreviam um contínuo de virtualidade que vai de
ambientes totalmente reais a ambientes puramente virtuais (Realidade Virtual). No
meio, estaria a Realidade Misturada que vai de ambientes misturados mais próximos ao
ambiente real (Realidade Aumentada) a ambientes misturados mais próximos ao
ambiente virtual (Virtualidade Aumentada).
Os avanços nesta área de pesquisa fizeram com que surgissem novas definições a
respeito da Virtualidade Aumentada. Autores como (TORI; KIRNER, 2006), (KIRNER;
KIRNER, 2008) afirmam que não é a proximidade entre os extremos (real e virtual) que
caracteriza um ambiente virtual como sendo Realidade Aumentada ou Virtualidade
Aumentada, mas sim, a forma de interação do usuário neste ambiente. A seguir, estes
conceitos são melhor apresentados.
3.1 Realidade Virtual
A Realidade Virtual é uma interface avançada para aplicações computacionais, onde o
usuário pode navegar e interagir, em tempo real, em um ambiente tridimensional
gerado por computador, usando dispositivos multisensoriais (TORI; KIRNER, 2006). A
sensação de imersão ocorre quando o usuário é estimulado sensorialmente por meio
de dispositivos tecnológicos de visualização, percepção e controle, como por exemplo,
capacetes de visualização (Head Mounted Displays - HMD), luvas eletrônicas
(DataGloves) e múltiplas telas de projeção (Automatic Virtual Environment - CAVE). A
45
Tabela 3.1 define e apresenta exemplos de ambientes de Realidade Virtual imersiva e
semi-imersiva.
Tabela 3.1. Exemplos de ambientes de Realidade Virtual
REALIDADE VIRTUAL
REALIDADE VIRTUAL
SEMI-IMERSIVA
REALIDADE VIRTUAL IMERSIVA
O usuário utiliza
equipamentos como
óculos polarizados,
monitores de vídeo,
teclado, mouse e
joystick.
O usuário utiliza equipamentos como capacetes de visualização,
luvas eletrônicas e super telas de projeção.
Um monitor de vídeo
produz imagens
estereoscópicas que
podem ser visualizadas
através de óculos
polarizados
(DRETTAKIS, 2004)
O usuário utiliza
óculos polarizados
com sensores que
possibilitam
rastrear sua
posição e
orientação dentro
do cenário virtual
(CHRISTIE, 2007).
Um HMD, com fone
de ouvido, produz
imagens e sons 3D
estéreos. Luvas
eletrônicas fornecem
a sensação tátil de
força, temperatura e
pressão (AZUMA,
2001).
O usuário é inserido
em salas do tipo
CAVE compostas por
múltiplas telas de
projeção (CRUZ-
NEIRA, 1992).
Em ambientes de Realidade Virtual semi-imersiva o campo de visão do usuário é
limitado às dimensões do monitor. Apesar desta limitação, é possível visualizar imagens
estereoscópicas por meio de óculos ativos ou polarizados7 (DRETTAKIS, 2004). Tais
7 Fornecem a percepção de profundidade das imagens
46
ambientes não proporcionam imersão total, pois o usuário observa o mundo virtual ao
mesmo tempo em que observa o mundo real que circunda este dispositivo de
visualização (MORIE, 1994), (SANTOS et al, 2007). Isso impede que o usuário se sinta
completamente imerso dentro do ambiente virtual, já que o dispositivo não é capaz de
isolá-lo das influências externas que ocorrem ao seu redor.
Em ambientes de Realidade Virtual imersiva são usados dispositivos interativos que
proporcionam a imersão em mundos virtuais (MACHADO; CARDOSO, 2006). Os mais
comuns são o capacete de visualização (HMD) e a luva eletrônica. O HMD é um
dispositivo eletrônico, montado no capacete, usado para projetar dados ou cenas
diretamente no campo de visão do utilizador. É formado por dois mini monitores de
cristal líquido (Liquid Crystal Display – LCD) posicionados em frente aos olhos do
usuário e um sensor de movimento que detecta os movimentos da cabeça. Ao vestir o
capacete, o usuário é isolado do mundo real, e mergulhado dentro do ambiente virtual,
ou seja, se o usuário olhar para cima, por exemplo, espera ver o céu do ambiente
virtual, se olhar para baixo espera ver o chão e assim por diante. A luva eletrônica
surgiu da necessidade de se manipular os objetos virtuais no ambiente virtual
(MACHADO; CARDOSO, 2006). A luva é capaz de responder aos movimentos da mão
do usuário e o sistema repete estes movimentos dentro do ambiente virtual. O capacete
e a luva possuem dispositivos de rastreamento de posição que determinam sua
localização no espaço. Além desses dispositivos, existem outros com uso destinado a
navegação, como joysticks e mouses-3D.
CAVEs são sistemas de Realidade Virtual de múltiplas projeções, em alta resolução,
que envolvem os usuários em mundos sintéticos tridimensionais totalmente simulados
por computadores (CRUZ-NEIRA, 1992). Neste tipo de sistema, a interatividade é alta,
pois é constituído de múltiplas telas que formam um cubo em que são projetadas
imagens estereoscópicas, além de se poder incorporar nestes ambientes o uso de
interfaces que estimulam a audição e o tato. O uso de CAVEs é especialmente
importante na academia e na indústria em aplicações que impliquem em risco ao
usuário, impossibilidade ou custos extremamente elevados de realização real.
47
3.2 Realidade Misturada
Diferente da Realidade Virtual que transporta o usuário para dentro do mundo virtual, a
Realidade Misturada propicia a incorporação de elementos virtuais no ambiente real (o
usuário mantém o sentido de presença no mundo real) ou transporta elementos reais
para o ambiente virtual (TORI; KIRNER, 2006), (KIRNER; KIRNER, 2008). De acordo
com Kirner e Kirner (2008), “Realidade Misturada é a sobreposição de objetos
virtuais, gerados por computador, com o ambiente físico, mostrada ao usuário, em
tempo real, com o apoio de algum dispositivo tecnológico”.
A Realidade Misturada se divide em Realidade Aumentada e Virtualidade Aumentada.
De acordo com Kirner e Kirner (2008), Realidade Aumentada é “a inserção de objetos
virtuais no ambiente físico, mostrada ao usuário, em tempo real, com o apoio de algum
dispositivo tecnológico, usando a interface do ambiente real, adaptada para visualizar e
manipular os objetos reais e virtuais”. Ainda segundo os autores, Virtualidade
Aumentada é “a inserção de representações de elementos reais no mundo virtual,
usando a interface que permite ao usuário interagir com o ambiente virtual”.
A Tabela 3.2 mostra exemplos de ambientes de Realidade Misturada.
48
Tabela 3.2. Exemplos de ambientes de Realidade Misturada
REALIDADE MISTURADA
REALIDADE AUMENTADA VIRTUALIDADE AUMENTADA
Elementos virtuais são trazidos para o
ambiente real.
Informações reais são transportadas ao
ambiente virtual.
Usuários visualizando objetos virtuais através
de dispositivos de visualização de ambientes
misturados (AZUMA, 2001).
Usuários em reunião num local remoto.
Movimentos do corpo do usuário são
capturados e transportados ao seu avatar no
ambiente virtual (ACME, 2009).
Neste trabalho, é dada ênfase aos sistemas de Realidade Aumentada, pois se trata da
tecnologia escolhida para implementação do sistema musical para reabilitação. Para
tanto, na seção seguinte, são apresentados os componentes de hardware e software
necessários para concepção de sistemas de Realidade Aumentada, bem como os tipos
de sistemas existentes.
3.3 Realidade Aumentada
A Realidade Aumentada possibilita misturar, em tempo real, o ambiente real do usuário
com um ambiente virtual projetado. A Realidade Aumentada é definida como sendo “a
sobreposição de objetos virtuais, gerados por computador, num ambiente real, gerando
49
um ambiente misturado que pode ser observado por meio de algum dispositivo
tecnológico em tempo real” (KIRNER; KIRNER, 2008).
Segundo Azuma (2001), as principais características de um sistema de Realidade
Aumentada são: a) interatividade em tempo real; b) uso de elementos virtuais
tridimensionais; c) mistura de elementos virtuais com elementos reais.
A Figura 3.1 mostra dois exemplos de cenas de Realidade Aumentada: uma borboleta e
um sanduíche virtuais sobrepostos num ambiente real.
Figura 3.1 - Exemplos de cenas de Realidade Aumentada (FISCHER et al., 2006)
Com relação ao hardware para aplicações de Realidade Aumentada, é necessário no
mínimo um computador comum equipado com um dispositivo de exibição (monitor de
vídeo, tela ou projeção) e um dispositivo de captura de imagem (câmera de vídeo ou
webcam). Em relação ao software de desenvolvimento de aplicações, um dos mais
utilizados é o ARToolKit (KATO; BILLINGHURST, 1999). Trata-se de uma biblioteca
para uso livre e de código aberto e, portanto, pode ser alterado conforme a necessidade
da aplicação a ser desenvolvida. Outra biblioteca muito utilizada é a FLARToolkit para
desenvolvimento de aplicações para Web (FLARTOOLKIT, 2010).
Os dispositivos de entrada de dados convencionais mouse-teclado são normalmente
substituídos por marcadores (cartões formados por uma moldura retangular, contendo
um símbolo em seu interior). Este marcador é reconhecido por meio do uso de técnicas
50
de visão computacional: a câmera captura imagens que são processadas e analisadas
a fim de reconhecer os símbolos contidos nos marcadores. A partir do reconhecimento,
o software calcula a posição da câmera e sua orientação em relação ao marcador, de
forma a possibilitar a sobreposição de objetos virtuais sobre os mesmos (AZUMA,
1997).
Para obter sensação de realismo em Realidade Aumentada, é necessário alinhar
corretamente os objetos virtuais em relação ao ambiente real. Esta técnica é
fundamental para obter a ilusão da coexistência entre eles (AZUMA, 1997).
Existem situações em que os marcadores estão visíveis à câmera, mas no momento da
renderização8 do objeto virtual, a cena é montada de forma incoerente, com a imagem
real como fundo e o objeto virtual sobreposto a ele. A Figura 3.2 mostra um exemplo de
erro de registro. O cubo azul deveria estar atrás da caixa real branca e não ao seu lado.
Figura 3.2 - Exemplo de erro de Registro (AZUMA, 1997)
Em Sanches e Sementile (2007), o problema do registro foi resolvido por meio do
posicionamento de um marcador no primeiro plano de interesse (no caso, o usuário).
Assim, também havia informação de profundidade do objeto real de interesse. Na
proposta de Sanches e Sementile, são sobrepostas algumas partes da imagem
combinada (virtual + real) que foram armazenadas na memória virtual (frame buffer)
8 Processo pelo qual se pode obter o produto final de um processo de síntese de imagens digitais. Este
processo aplica-se essencialmente em programas de modelagem de gráficos em 2D e 3D.
51
para posterior exibição. As partes do objeto de interesse, que estão mais próximas do
observador do que o objeto virtual, são preenchidas com os pixels correspondentes,
extraídos do objeto real de interesse ou primeiro plano (Figura 3.3). Na Figura 3.3a,
tem-se o marcador fixo no fundo. A Figura 3.3b mostra um mapeamento de fundo com
erro de registro. Já na Figura 3.3c, tem-se o mapeamento de fundo e registro correto.
Figura 3.3 - Sobreposição do objeto virtual no cenário real (SANCHES; SEMENTILE, 2007)
3.3.1 Tipos de Sistemas de Realidade Aumentada
Segundo Tori e Kirner (2006), sistemas de Realidade Aumentada podem ser
classificados conforme o tipo de dispositivo de visualização utilizado:
• Sistemas de visão ótica direta: Utilizam óculos ou capacetes, com lentes
que permitam o recebimento direto da imagem real, ao mesmo tempo em que
permitam a projeção de imagens virtuais devidamente ajustadas com a cena
real. Uma forma comum de conseguir essa característica é usar uma lente
inclinada que permita a visão direta e que reflita a projeção de imagens
geradas por computador diretamente nos olhos do usuário. Os sistemas de
visão ótica direta são apropriados para situações, onde a perda da imagem
pode ser perigosa, como é o caso de uma pessoa andando pela rua, dirigindo
52
um carro ou avião. A Figura 3.4 mostra o diagrama desse tipo de sistema e
exemplos de dispositivos.
Figura 3.4 - Sistema de visão ótica direta (AZUMA, 1997), (ZORZAL, 2009)
• Sistemas de visão direta por vídeo: Utilizam capacetes com microcâmeras
de vídeo acopladas. A cena real, capturada pela microcâmera, é misturada
com os elementos virtuais gerados por computador e apresentadas
diretamente nos olhos do usuário, através de pequenos monitores montados
no capacete. Para locais fechados, onde o usuário tem controle da situação, o
uso da visão por vídeo é adequada e não oferece perigo, pois em caso de
perda da imagem, pode-se retirar o capacete com segurança. A Figura 3.5
mostra o diagrama desse tipo de sistema e um exemplo de um dispositivo.
Gerador de cenas
Rastreador Monitor de vídeo
Imagens gráficas
Mundo real
Combinadores ópticos
53
Figura 3.5 - Sistema de visão direta por vídeo (AZUMA, 1997), (ZORZAL, 2009)
• Sistemas de visão por vídeo baseados em monitor: Utilizam uma câmera
de vídeo para capturar a cena real. Depois de capturada, a cena real é
misturada com os objetos virtuais gerados por computador e é apresentada no
monitor. O ponto de vista do usuário normalmente é fixo e depende do
posicionamento da câmera de vídeo. A Figura 3.6 mostra o diagrama e os
equipamentos utilizados neste tipo de sistema.
Imagens do mundo real
Rastreador
Gerador de cenas
Câmeras de vídeo
Monitores de vídeo
Combinador de vídeo
Vídeo combinado
54
Figura 3.6 - Sistema de visão por vídeo baseado em monitor (AZUMA, 1997), (ZORZAL, 2009).
• Sistemas de Visão Ótica por Projeção: Utilizam superfícies do ambiente
real, onde são projetadas imagens dos objetos virtuais. O conjunto é
apresentado ao usuário que o visualiza, sem a necessidade de nenhum
equipamento auxiliar. Este sistema, embora interessante, é muito restrito às
condições do espaço real, em função da necessidade de superfícies de
projeção. A Figura 3.7 apresenta um ambiente que utiliza o sistema de visão
ótica por projeção.
Monitores de vídeo
Rastreador
Câmeras de vídeo
Vídeo do mundo real
Combinador
Imagens gráficas
Gerador de cenas
Dados obtidos do Rastreador
55
Figura 3.7 - Sistema de visão ótica por projeção (RASKAR et al., 2001), (ZORZAL, 2009).
3.3.2 Técnicas de Interação em Sistemas de Realidad e Aumentada
Uma das características mais importantes da Realidade Aumentada é a forma de
interação. A interação não se dá em locais específicos, como acontece em
computadores convencionais com monitores, mouse e teclado. Em ambientes de
Realidade Aumentada, a interação pode ocorrer em todo o ambiente real do usuário,
por onde existirem objetos virtuais sobrepostos no espaço. Por exemplo, um usuário
pode utilizar óculos translúcidos, e por meio destes, visualizar e interagir em tempo real
com objetos virtuais projetados em seu mundo real.
A interação é definida como a capacidade de resposta do sistema às diversas entradas
do usuário, modificando (de forma rápida) o mundo virtual que é apresentado (KIRNER;
TORI, 2006). Isso acontece, por exemplo, quando o usuário solicita a mudança de
posição de certo objeto e, instantaneamente, o item é colocado no local desejado. De
forma geral, a interação em ambientes virtuais é caracterizada por um ou mais
dispositivos de entrada que capturam os movimentos do usuário, uma função de
transferência que mapeia esses movimentos e um dispositivo de saída que mostra os
efeitos gerados.
56
Broll et al (2005) faz uma proposta de classificação das técnicas de interação que
podem ser usadas em ambientes de Realidade Aumentada:
• Interação espacial ( spatial interaction): é baseada na manipulação das
propriedades espaciais dos objetos físicos (ISHII; ULLMER, 1997),
(LEITENER, 2007). Esta interação, normalmente, é realizada por meio de
interfaces tangíveis, onde é permitido ao usuário interagir com os objetos
virtuais por meio da manipulação natural dos objetos físicos (ações tangíveis).
• Interação baseada em comandos ( command based interaction): consiste
habitualmente na entrada de dados multimodais como gestos espontâneos,
simbólicos e/ou comandos de voz do usuário. As informações obtidas a partir
do rastreamento (posição das mãos, por exemplo) são utilizadas para a
interpretação dos comandos. Geralmente, os sistemas que fazem uso desta
técnica utilizam algumas restrições do ambiente (como por exemplo, o fundo
da cena e a cor dos objetos a reconhecer), das condições de iluminação e das
características das câmeras que constroem os ambientes controlados, de
maneira a facilitar as fases inicias do reconhecimento em benefício da
operabilidade do sistema (TRUYENQUE, 2005).
• Interação por controle virtual ( virtual control interaction): baseia-se na
manipulação de símbolos gráficos tridimensionais (widgets 3D), representando
uma função que permite a interação entre o usuário e o computador.
• Interação por controle físico ( physical control interaction): é realizada por
meio de ferramentas físicas ou painéis de controle que permitem acessar não
só o ambiente físico, como também os objetos virtuais (BROLL et al, 2005).
57
3.4 Reabilitação Apoiada por Sistemas Eletrônicos I nterativos
O termo “Reabilitação Virtual” é entendido como uma forma de intervenção clínica
(física ou cognitiva) que se baseia no uso de Sistemas Eletrônicos Interativos. A seguir,
são apresentadas as principais vantagens da Reabilitação Virtual, as principais
abordagens terapêuticas, exemplos de sistemas para telereabilitação e os principais
desafios na área.
3.4.1 Vantagens
De acordo com Burdea (2003), a Reabilitação Virtual possui uma série de
possibilidades que podem potencializar vantagens, quando combinadas ao tratamento
convencional e torná-lo mais eficaz:
• realizar exercícios repetitivos mais atrativos com representações visuais
(animações 3D), auditivas (sons e música) e sinestésicas (tato, cheiro e
paladar) que motivam o paciente;
• obter medidas objetivas dos exercícios físicos (velocidade dos membros,
amplitude de movimento, taxas de acerto e/ou erro, pontuações em jogos,
entre outros);
• armazenar os dados coletados no computador (onde estará sendo executada
a simulação) e disponibilizá-los na Internet para acesso remoto pelo terapeuta;
• programar tarefas de forma a aumentar ou diminuir a complexidade das
tarefas;
• individualizar mais facilmente o tratamento de acordo com as habilidades
físicas específicas de cada paciente;
58
• realizar atividades domiciliares não-assistidas (telereabilitação), diminuindo a
dependência pelo apoio presencial do terapeuta, entre outros.
De acordo com Burdea (2003), a Reabilitação Virtual pode ser aplicada no tratamento
de indivíduos com inúmeras desordens físicas e/ou cognitivas:
• Musculoesquelética: direcionada para a recuperação de pacientes que
sofreram lesões nos ossos, músculos ou tecidos.
• Pós-AVC: direcionada para a recuperação de doenças incapacitantes
causada por Acidente Vascular Cerebral (AVC) que pode resultar na paralisia
da metade do corpo.
• Paralisia Cerebral: direcionada para a recuperação funcional de crianças com
desordens motoras causadas por um evento neurológico que pode provocar
movimentos involuntários, deformidades, distúrbios do equilíbrio e da marcha.
Nestes casos, podem ocorrer também alterações mentais, visuais, auditivas,
de linguagem e/ou comportamento com movimentos ativos intermitentes.
• Doença de Parkinson: direcionada para a prevenção de complicações
ligadas à dificuldade de movimento própria da doença como tremores, rigidez
muscular, diminuição da velocidade dos movimentos e distúrbios do equilíbrio
e da marcha.
• Depressão: direcionada para a redução dos sintomas de ansiedade e
depressão associados ao stress pós-traumático.
• Desordens Sensoriais e Perceptuais: direcionada para o aumento da
atenção e concentração, redução da negligência espacial e visual, melhora do
controle da fala e de movimentos, redução do descontrole emocional e de
comportamento, alívio para distração da dor em crianças queimadas, entre
outros.
59
• Fobias: direcionada para o tratamento do medo como, por exemplo, de
insetos, altura, vôo, entre outros.
3.4.2 Abordagens Terapêuticas
Segundo Burdea (2003), a Reabilitação Virtual pode ser utilizada em diferentes
abordagens terapêuticas: terapia por exemplos; terapia por jogos e terapia por
exposições. Para Krebs (1998), a abordagem pode se basear na robótica “terapia por
robôs”. Além destas, a autora acrescenta uma outra abordagem, que denominou de
“terapia por música”. Estas abordagens são descritas a seguir.
a) Terapia por exemplos
Nesta abordagem, o terapeuta cria “virtualmente” os movimentos que o paciente
deve reproduzir. Neste caso, sistema deve ser projeto de forma a possibilitar que o
paciente visualize o movimento criado e reproduza-o utilizando algum dispositivo
interativo. Além disso, o sistema deve fornecer, ao terapeuta, informações sobre as
tarefas realizadas.
Holden e Dyar (2002) desenvolveram um sistema de Realidade Virtual para
reabilitação de MMSS e o testaram com um grupo formado por oito pacientes
crônicos pós-AVC. O sistema possibilita que o terapeuta gere uma trajetória virtual
de alcance frontal do braço esquerdo e direito (Figura 3.8). O movimento é capturado
por meio de uma luva eletrônica e posteriormente é mapeado para um braço virtual.
Esse braço é programado pelo terapeuta para reproduzir a trajetória armazenada. O
terapeuta pode criar um desafio para cada paciente, por meio da animação do braço
virtual (trajetória, número de repetições e velocidade do movimento). Os dispositivos
de visualização suportados pelo sistema são monitores de vídeo e capacetes. Os
autores fizeram um piloto com dois grupos de pesquisa: um grupo controle utilizou o
sistema virtual, durante quatro semanas, e outro grupo intervenção utilizou apenas o
60
tratamento convencional de reabilitação. Os resultados mostraram que o grupo
controle obteve resultados mais significativos que, segundo os autores, se deve à
motivação dos pacientes que utilizaram a tecnologia.
Figura 3.8 - Sistema de Realidade Virtual para reabilitação de MMSS (HOLDEN; DYAR, 2002)
No Brasil, um estudo similar foi realizado por Assis e Lopes (2008) com um sistema
de Realidade Aumentada, denominado NeuroR, para reabilitação de MMSS de
pacientes hemiplégicos com danos neurológicos, vítimas de AVC. Nas intervenções
propostas, o fisioterapeuta estimula a prática mental9 do paciente para que este
realize a tarefa solicitada no ambiente de Realidade Aumentada. Neste ambiente, o
paciente pode visualizar a si mesmo e o cenário real ao seu redor, como em um
espelho, na tela do computador. Entretanto, o braço plégico é substituído por um
9 A prática mental é definida como a repetição de um movimento imaginado, realizada diversas vezes
com a intenção de promover aprendizagem ou aperfeiçoamento de uma habilidade motora, visto que a imaginação de um movimento corresponde a um estado dinâmico durante a representação de uma ação específica reativando internamente a memória de trabalho na ausência de qualquer movimento (PACHECO et al., 2007).
61
braço virtual posicionado sobre o braço real que é removido da imagem. A tecnologia
de Realidade Aumentada foi escolhida por permitir criar uma representação contínua
do braço virtual no paciente, requisito este levantado junto a especialistas em
medicina física. A Figura 3.9 mostra imagens de um paciente utilizando o sistema
NeuroR com um braço virtual sobreposto ao braço real. Os pacientes receberam
quatro intervenções de trinta minutos, duas vezes por semana, durante duas
semanas. O terapeuta orientava o paciente ao relaxamento e em seguida o orientava
para prática mental com o membro afetado (solicitava que imaginasse um movimento
com o braço afetado). O fisioterapeuta aplicou cinco repetições do exercício no braço
comprometido e os pacientes tentavam executar fisicamente os mesmos exercícios
sem apoio do fisioterapeuta. Observou-se que todos os quatro pacientes envolvidos
no experimento se esforçaram para executar o mesmo movimento do braço 3D
visualizado na tela do computador, o que pode sugerir uma associação do braço
virtual com o próprio braço. Todos os quatro pacientes tiveram um aumento da
pontuação total na escala Fugl-Meyer10.
Figura 3.9 - Sistema de Realidade Aumentada para reabilitação de MMSS (ASSIS; LOPES, 2008)
10 Método de avaliação que oferece condições de pontuar atividades funcionais que necessitam da
participação dos membros superiores e que são consideradas subjetivas.
62
b) Terapia por Jogos
Nesta abordagem, o terapeuta utiliza jogos digitais para estimular a determinação do
paciente durante a terapia. Na fisioterapia tradicional, os pacientes realizam
movimentos repetitivos e monótonos com pesos e aparelhos especiais. Os jogos não
substituem essas técnicas, mas, fazem com que os exercícios fiquem mais
divertidos.
Vários estudos mostram os efeitos positivos deste método como abordagem em
Reabilitação Virtual (BOIAN et al, 2002), (HUBER et al, 2010), (GOLOMB et al,
2010). Neste caso, o objetivo não é apenas acompanhar e avaliar o desempenho de
um paciente durante um processo de reabilitação, mas também para tornar a
experiência mais interessante, divertida, desafiadora e motivadora. A estratégia visa
incentivar os pacientes a realizar uma determinada ação funcional específica,
enquanto se divertem. Isso pode tornar os pacientes cada vez mais curiosos e
entretidos, durante a terapia, podendo inclusive, levar a uma recuperação mais
rápida.
A Figura 3.10 mostra um exemplo de um jogo utilizado por Burdea (2003) em sua
pesquisa sobre os benefícios dos jogos para reabilitação. Com o uso de um joystick,
um paciente (jogador) assume papel de piloto do avião tendo como objetivo guiá-lo
de acordo com uma trajetória pré-determinada pelo jogo.
63
Figura 3.10 - Jogo para reabilitação de MMSS (BOIAN et al, 2002)
O videogame da Nintendo Wii vem ganhando notoriedade na comunidade científica
engajada nos estudos sobre jogos e reabilitação (BURDEA et al, 2008). O que
diferencia o console da Nintendo Wii dos demais videogames é um controle remoto
sem fio, denominado Wii Remote (BURDEA, 2008). O Wii Remote, também
conhecido como Wiimote, é um controle remoto conectado ao console do videogame
por comunicação via Bluetooth, ou seja, sem fio. Possuí três acelerômetros
responsáveis por interpretar os movimentos nos três eixos x, y e z. (Figura 3.11). O
controle possui um sensor infravermelho em sua ponta. Este sensor é capaz de
capturar e rastrear fontes de radiação infravermelha. Ao movimentar o controle, os
movimentos do jogador são captados e transmitidos por uma barra de sensores
(posicionada sobre a TV). Ao apontar o controle para a tela da TV, a barra de
sensores pode triangular e inferir sua posição e alinhamento, possibilitando desenhar
um cursor na tela. Funciona como uma espécie de "mouse aéreo". Além disso, o Wii
Remote possui um sistema de vibração e um pequeno alto-falante capaz de emitir
sons de uma maneira mais simples e mais próximos ao jogador.
64
Figura 3.11 - Controle Wii Remote (BURDEA, 2008)
Dessa forma, os jogadores não mais necessitam permanecer sentados em frente aos
computadores ou consoles de videogames limitados por um joystick. Estes jogos
possibilitam que jogadores se desloquem e interajam de diferentes formas no
ambiente real, por meio de diferentes dispositivos e tecnologias de comunicação sem
fio.
O videogame Wii vem sendo incorporado ao arsenal de recursos de reabilitação
oferecidos pelos principais centros médicos americanos e europeus (BURDEA,
2008), (CONEY, 2008), (DEUTSCH et al., 2008), (SCHIAVINATO et al, 2010).
Segundo Burdea (2008), a justificativa para a escolha é que o Wii, manuseado por
meio de controle sem fio, exige que seus jogadores executem movimentos
semelhantes aos praticados nas sessões de fisioterapia. Esses movimentos são
feitos durante os jogos que simulam atividades físicas e esporte. O esforço para
executar bem os movimentos provoca impactos positivos no organismo. Há o
fortalecimento da musculatura, maior facilidade para recuperar movimentos, estímulo
da atividade cerebral e aumento da capacidade de concentração e de equilíbrio.
Ainda, de acordo com Burdea (2008), essa nova tecnologia também possui outras
características importantes para a reabilitação. Uma delas é sua capacidade de
melhorar a adesão dos pacientes ao tratamento. Normalmente, as sessões de
65
fisioterapia são consideradas repetitivas e até mesmo dolorosas. Com o jogo, o
cenário é outro. Na brincadeira, os pacientes se esquecem que estão em tratamento.
Os pacientes conseguem mudar o foco e a atenção da terapia. Isso os ajuda a se
distrair do tédio causado pelos movimentos repetitivos que envolvem a reabilitação.
Um dos jogos da plataforma Wii mais usados nos hospitais de todo o mundo é o Wii
Fit. Estes jogos são compostos por exercícios físicos orientados por um treinador
virtual. O jogador permanece numa pequena plataforma e dirige seu personagem
virtual com movimentos do corpo. Entre os benefícios advindos dos exercícios com o
Wii Fit, destacam-se (CONEY, 2008), (SCHIAVINATO, 2010), (ROHENKOHL et al,
2011):
• Equilíbrio: na Yoga do Wii Fit, o paciente permanece em pé numa plataforma
enquanto tenta manter seu centro de gravidade estável. Prestar atenção no
movimento é o primeiro passo para melhorar o senso de equilíbrio de quem
sofre de doença de Parkinson, por exemplo.
• Alívio da dor: a motivação causada por jogos como o Boxe Virtual, incentiva
à produção de serotonina, neurotransmissor responsável pela sensação de
bem-estar, que, em grande quantidade, pode reduzir a dor em até 30%.
• Capacidade cardíaca: jogos como o tênis virtual podem apoiar exercícios
físicos convencionais e ajudar a melhorar o sistema cardiovascular de
pacientes vítimas de derrame cerebral.
• Capacidade respiratória: sincronizar a respiração com as tacadas do jogo de
beisebol na tela da TV pode melhorar as condições de pacientes com
insuficiência pulmonar.
• Coordenação motora: um jogo de simulação de esqui, que exige um
constante deslocamento do peso do corpo de uma perna para outra, pode
ajudar a reeducar os músculos de quem sofreu um derrame cerebral.
66
No Brasil, um estudo realizado por Schiavinato et al. (2010), demonstra a influência
do sistema de jogos Wii Fit, no equilíbrio de paciente com disfunção cerebelar e seus
efeitos em médio prazo. Para o estudo, foi selecionado um indivíduo com diagnóstico
médico de ataxia cerebelar11, submetido a um protocolo de tratamento com a
utilização do Wii Fit, atribuindo a este, dois jogos de equilíbrio que exigiram
deslocamentos laterais. O protocolo de avaliação utilizado foi a escala de equilíbrio
de Berg que tem como função avaliar a habilidade do paciente, mediante a
independência ou dependência na execução de itens relacionados às atividades de
vida diárias. No decorrer da terapia, o paciente relatou melhora em atividades da vida
diária, como pendurar roupa, caminhar e descer escadas. Outros experimentos no
Brasil estão sendo realizados por Rohenkohl (2011).
A plataforma Wii, inovou a forma de entretenimento que dispensa os controles de
jogos cheios de botões e comandos. Recentemente, outros consoles de vídeo games
surgiram para concorrer com a plataforma Wii. É o caso do Xbox 360 da Microsoft
(Kinect) e o PlayStation 3 (PS3) da Sony (Move).
O sistema Move do PS3 basicamente utiliza o controle em forma de varinha do Wii,
mas é pouco mais preciso. Tal como no Wii, o jogador move o controlador do Move
para jogar ou evocar alguma ação na tela. A diferença é que os gráficos do Wii,
embora atraentes, são de baixa resolução e pobres em detalhes.
Já, o Kinect, utiliza sensores infravermelhos (câmeras) capazes de permitir aos
jogadores interagir com os jogos eletrônicos sem a necessidade de ter em mãos um
controle/joystick, inovando no campo da jogabilidade, já bastante destacado pelas
alterações trazidas pelos consoles Wii e PS3. O Kinect utiliza duas câmeras, uma
RGB, para reconhecer o rosto e capturar os vídeos, e outra infravermelha, para
reconhecer movimento e profundidade. O olho não enxerga a luz infravermelha.
Quando se combina uma câmera infravermelha com um emissor infravermelho (que
faz parte do Kinect), o ambiente fica inundado com um espectro de luz invisível que é
11 As degenerações cerebelares são as mais freqüentes no que se diz respeito ao déficit de equilíbrio. As
lesões cerebelares possuem sintomas clássicos, como a ataxia, hipotonia muscular, disartria e tremor ao movimento (BRUCK et al., 2000).
67
detectado mesmo no escuro. O Kinect também possui um sistema de processamento
interno para lidar com a quantidade não especificada de trabalho em reconhecer
imagem (visão computacional) e voz de forma inteligente. O sistema divide o corpo
humano em 48 pontos, identificados em tempo real, e reconhece o corpo todo no
espaço Z, ou seja, possui noção de profundidade. Em um mapa de calor (heatmap)
que mensura profundidade, as mãos parecem mais quentes que os ombros, pois,
permanecem mais próximas ao aparelho.
Pesquisadores da Universidade de Ulster localizada na Irlanda do Norte utilizaram os
sensores disponíveis no Kinect para desenvolver jogos para reabilitação de MMSS e
os testaram em indivíduos com AVC (BURKE et al, 2010a). Foram desenvolvidos
quatro tipos de jogos no estilo arcade, ou seja, curtos e fáceis de aprender. Dois
jogos exigem apenas a movimentação de uma das mãos, enquanto os outros dois
jogos exigem ambas as mãos sendo um deles de maneira sincronizada. O
paciente/jogador utiliza uma luva em cada mão, sendo ambas diferenciadas pela cor.
As luvas coloridas permitem que o software possa rastrear os movimentos das mãos.
A imagem do paciente/jogador aparece em segundo plano na tela do
computador/TV, ou seja, por trás dos gráficos existentes nos jogos (Figura 3.12).
Figura 3.12 - Telas do Jogo Kinect em uso em sessões para reabilitação de MMSS (BURKE et al, 2010a)
68
Num dos jogos, o “Burble Trouble”, o paciente/jogador deve estourar bolhas virtuais
que aparecem na tela em posições aleatórias dentro do seu raio de alcance. Este
raio é fornecido por meio da configuração inicial do jogo (Figura 3.13).
Figura 3.13 - Calibração do sistema Kinect (BURKE et al., 2010a)
O jogo “Bubble Trouble” possui duas variações, a primeira é utilizando apenas uma
das mãos e outra utilizando ambas as mãos. Na versão que utiliza ambas as mãos,
cada bolha é um código de cor representado pela cor de sua respectiva luva. Dessa
forma, o paciente/jogador deve utilizar a mão correspondente à cor da bolha para
estourá-la (Figura 3.14a). O jogo possui um limite de tempo programável e uma
quantidade de bolhas que devem ser estouradas dentro deste limite. Os jogos
possuem realimentação auditiva como o estalo da bolha estourando, alarme para
avisar que uma bolha não foi estourada, além de mensagens textuais indicando
quantidade de bolhas estouradas, que ainda faltam estourar, codificação das cores,
tempo e pontuação. Os jogos são adaptativos, ou seja, capazes de aumentar ou
diminuir o desafio (ritmo, posição e tamanho das bolhas), de acordo com o
desempenho do paciente/jogador.
O jogo “Arrow Attack” trabalha ambas as mãos de forma sincronizada. Neste caso, o
paciente/jogador precisa mover ambas as mãos simultaneamente acompanhando o
movimento dos elementos que aparecem na tela (Figura 3.14b).
69
Figura 3.14 - a) Jogo “Bubble Trouble” e b) Jogo “Arrow Attack” (BURKE et al., 2010a)
Os mesmos autores estão desenvolvendo jogos com Realidade Aumentada para
reabilitação (BURKE et al., 2010b). O objetivo é prover exercícios para treinamento
dos movimentos finos tais como: alcançar, agarrar, manipular e liberar objetos.
Apesar de já terem publicado alguns resultados, os jogos ainda estão em fase de
testes e ainda não foram testados com pacientes neurológicos. Foram feitos quatro
jogos: “Break a Ball”, “Whack Attack”, “Target Trails” e “Ping Pong”. Inicialmente uma
grade é colocada para captar um perfil da superfície da mesa (Figura 3.15a). Em
seguida, o jogador realiza a calibração do sistema para determinar a capacidade de
alcance (Figura 3.15b). Essas informações são armazenadas e servem de referência
para posicionar os elementos no cenário.
Figura 3.15 - a) Grade dos Jogos e b) Calibração (BURKE et al., 2010b)
70
No jogo “Break a Ball”, o jogador deve manipular um marcador que representa uma
bola branca de forma a quebrar blocos coloridos formados por um conjunto de bolas
coloridas (Figura 3.16a). No Jogo “Whack Attack”, o jogador deve mover o marcador
(cubo azul) e posicioná-lo sobre o circulo onde surge um objeto virtual (Figura 3.16b).
Figura 3.16 - a) Jogo “Break a Ball” e b) Jogo “Whack Attack” (BURKE et al., 2010b)
No jogo “Target Trails”, o jogador manipula um marcador que representa um avião
(Figura 3.17a). O objetivo é conduzir o avião numa determinada pista até que ele
encontre alguns obstáculos. No jogo “Ping Pong”, o jogador necessita utilizar ambas
as mãos para manipular os marcadores que controlam a raquete esquerda e direita
(Figura 3.17b).
Figura 3.17 - a) Jogo “Target Trails” e b) Jogo “Ping Pong” (BURKE et al., 2010b)
71
c) Terapia por exposição
Nesta abordagem, o terapeuta coloca o paciente em ambientes virtuais que simulam
seus estímulos temidos. O método tem se tornado cada vez mais comum quando se
deseja reduzir o medo, especialmente as fobias.
Várias pesquisas em Reabilitação Virtual mostram resultados eficazes no tratamento
de fobias específicas, como medo de dirigir e acrofobia (TAKACS, 2006), aracnofobia
(HOFFMAN et al, 2003), katsaridafobia (BOTTELA et al, 2010), entre outros. A
Figura 3.18 mostra três imagens de ambientes virtuais para tratamento de fobias: (a)
acrofobia (medo de altura); (b) aracnofobia (medo de aranha); (c) katsaridafobia
(medo de barata).
Figura 3.18 - Sistemas de Reabilitação Virtual para tratamento de fobias (TAKACS, 2006), (HOFFMAN et al., 2003), (BOTTELA et al., 2010)
d) Terapia por Robôs
Nesta abordagem, o terapeuta utiliza robôs para ajudar o paciente a melhorar ou
restaurar funções motoras. Seguindo a premissa de que a repetição contínua de
tarefas ajuda os pacientes neurológicos a melhor e recuperar a função, a robótica
possibilita a aprendizagem de tarefas específicas com a repetição contínua de
movimentos.
Pesquisas desenvolvidas pelo Newman Laboratory for Biomechanics and Human
Rehabilitation do MIT, sobre robótica em reabilitação física mostraram resultados
melhores quando comparados aos resultados obtidos com terapias convencionais
72
sem a utilização da robótica (KREBS, 1998). O tratamento com o robô, denominado
MANUS foi feito através da utilização de um braço mecânico, com sensores de força,
e teve como objetivo promover a reabilitação física dos MMSS de pacientes com
lesões graves, vítimas de acidentes vasculares encefálicos.
No tratamento com o robô MANUS, os pacientes eram incumbidos de realizar uma
tarefa, como por exemplo, utilizar o braço mecânico para tentar mover um objeto na
tela do computador. Outras atividades envolviam jogos digitais com estímulo visual
ao paciente, como mostra a Figura 3.19. Quando os sensores de força não
registravam qualquer sinal do músculo do braço do paciente, o robô realizava o
movimento para o paciente. Após algumas sessões, observou-se que os pacientes
se tornaram capazes de realizar o movimento, ou seja, desenvolveram alguma
modulação sináptica no cérebro para a execução da ação. Após criar variações do
MANUS, um novo robô, está sendo testado com pacientes de derrame.
Figura 3.19 - Robô MANUS para reabilitação de MMSS (KREBS, 1998)
O robô, denominado Anklebot (Figura 3.20), é voltado para a recuperação do
controle sobre os tornozelos, fundamental para a prevenção de quedas (WHEELER
et al, 2004). “O tornozelo é fundamental para a marcha e para o equilíbrio”, afirma o
engenheiro mecânico Hermano Krebs, um dos coordenadores da pesquisa. O
Anklebot é basicamente composto por um sapato e um protetor de joelho, que são
conectados por dois braços mecânicos móveis, movidos por pequenos motores e
73
conectados a um computador que analisa o movimento do paciente. Os braços
ajudam o tornozelo a ir para baixo e para cima, ao movimentarem-se na mesma
direção, ou a girar, ao movimentarem-se em direções diferentes. Segundo Wheeler
et al (2004), o robô ajuda o paciente, quando o pé não está no chão e pode dar
propulsão à caminhada.
Figura 3.20 - Robô Anklebot para reabilitação de membro inferior (WHEELER et al., 2004)
e) Terapia por Música
Nesta abordagem, o terapeuta utiliza softwares e equipamentos eletrônicos musicais
para possibilitar o “fazer musical” de pessoas com deficiência.
Técnicas de visão computacional, por exemplo, possibilitam capturar e converter
gestos corporais dos dedos, mãos e pés, em informações sonoras e gráficas
(GORMAN et al, 2007). É o caso do sistema Music Maker (GORMAN et al, 2007)
desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Boston, nos EUA. O Music
Maker utiliza uma câmera para capturar os movimentos das mãos ou dos pés do
paciente sobre uma superfície e os traduz em gráficos animados misturados a
eventos sonoros e musicais. A Figura 3.21 mostra pacientes utilizando o Music
Maker.
74
Figura 3.21 - Pacientes utilizando o Music Maker (GORMAN et al., 2007)
O Music Maker é composto por dois módulos: um módulo de análise de imagem que
processa as imagens de vídeo do paciente e, um módulo de interpretação que utiliza
a análise das imagens para fornecer o retorno visual e auditivo para o paciente. Os
cálculos (comprimento, orientação e velocidade de um membro do corpo) realizados
pelo módulo de análise de imagem são controlados pelo tipo de exercício que o
terapeuta selecionar para o paciente. Os exercícios normalmente requerem a
detecção de objetos de interesse na imagem, ou seja, o paciente deve utilizar uma
parte do corpo (pé, mão ou dedo) para obstruir uma imagem na tela do computador.
Ao detectar a obstrução de uma imagem, o módulo de interpretação emite um evento
sonoro e a imagem pode sofrer uma animação.
O Músic Maker oferece quatro exercícios para reabilitação:
75
Exercício 1 - Executando uma Música:
Ao mover uma parte do corpo sobre a superfície de detecção da câmera, o paciente
aciona a reprodução de uma música gravada no sistema. A partir disso, o paciente
deve permanecer movendo a parte do corpo de um lado para o outro mantendo um
limiar de velocidade, definido previamente pelo terapeuta, para manter a música
tocando. Dessa forma, o paciente é desafiado a mover-se de forma constante.
Alguns elementos gráficos podem ser acionados na tela do computador para
servirem de alvos para o paciente. A distância e a posição entre os alvos na tela do
computador definem o movimento a ser feito pelo paciente.
Exercício 2 - Controlando o Ritmo da Música:
Neste exercício, o paciente deve controlar o ritmo da música alterando a velocidade
do seu movimento. O paciente pode ser desafiado a realizar movimentos lentos e
suaves, que reproduzem músicas com ritmos lentos, e movimentos rápidos e
abruptos que reproduzem músicas com ritmos rápidos.
Exercício 3 – Executando Sons de Instrumentos de Pe rcussão:
Diferentes regiões da tela correspondem aos sons de instrumentos musicais de
percussão como tambores e pratos. Se, parte do corpo do paciente “tocar” uma
determinada região, então, o som correspondente ao instrumento naquela região é
executado. O paciente pode utilizar uma das mãos ou ambas as mãos
simultaneamente para executar dois ou mais instrumentos ao mesmo tempo. O
exercício também pode ser executado com uma música de acompanhamento. Neste
caso, o paciente deve acompanhar o ritmo da música com os instrumentos de
percussão que aparecem na tela do computador.
Exercício 4 – Controlando a Altura da Música:
Diferentes regiões da tela correspondem às notas musicais em alturas diferentes. O
paciente pode criar uma música selecionando uma sequência de tons enquanto
76
observa os movimentos de parte do seu corpo sobreposto à tela do computador.
Este exercício permite que o terapeuta considere as capacidades auditivas do
paciente ao diferenciar os sons graves e agudos para atingir um determinado alvo na
tela. Os alvos são elementos gráficos utilizados para sintetizar os sons e sua altura.
Os alvos podem ser blocos coloridos, onde cada cor corresponde a uma altura ou
desenhos animados (Figura 3.22). Esta configuração pode ser alterada previamente
pelo terapeuta.
Figura 3.22 - Gráficos do Music Maker (GORMAN et al., 2007)
No caso dos exercícios 3 e 4, há a possibilidade do paciente tocar equivocadamente
outros sons quando, por exemplo, sua mão transpassa este objeto ou seu braço
obstrui os objetos que estão no caminho. Neste caso, o módulo de análise de
imagem faz alguns cálculos que levam em consideração apenas os objetos que
estão alinhados ao centro da palma da mão.
Com o Music Maker, o terapeuta pode monitorar o desempenho do paciente tanto
qualitativamente por meio da observação sonoro-musical, quanto quantitativamente,
por meio da análise dos padrões de movimentos feitos pelo paciente (detectados
pelo módulo de análise de imagem).
Sensores ultrassônicos também podem ser utilizados com a mesma finalidade. É o
caso do Soundbeam (SOUNDBEAM, 2011), aparelho desenvolvido por uma
empresa de Bristol, no Reino Unido. Este aparelho é capaz de detectar, a uma
distância de até seis metros, qualquer reação do paciente, desde o balançar da
77
cabeça até os movimentos dos dedos dos pés e traduzi-las em sons e/ou música
eletrônica (Figura 3.23). A limitação imposta por esta ferramenta é que, caso terapia
ocorra individualmente, nenhuma outra pessoa deve permanecer dentro do raio de
alcance do aparelho, nem mesmo o terapeuta, pois qualquer um de seus
movimentos pode ser detectado, o que pode comprometer as atividades.
Figura 3.23 - Soundbeam (SOUNDBEAM, 2011)
O Soundbeam é formado por um conjunto contendo um sensor ultrassônico, um
módulo de sintetização de sons MIDI (Musicais Musical Instrument Digital Interface) e
uma interface de conexão do computador com o módulo de som MIDI e até quatro
sensores ultrassônicos (Figura 3.24). Cada sensor emite um feixe de ultrassom que
detecta e mede interrupções físicas tais como uma pessoa atravessando o feixe. As
medidas são convertidas digitalmente e transmitidas para o módulo de som ou
sintetizador MIDI que gera os sons musicais correspondentes. Aproximando-se de
um sensor pode-se, por exemplo, produzir sons com alturas mais agudas. Do mesmo
modo, afastando-se do sensor, produzir alturas mais graves. O computador opera
como um dispositivo de controle para o SoundBeam onde parâmetros sonoros
(altura, intensidade e timbre) podem ser configurados.
78
Figura 3.24 - Configurações do Soundbeam (SOUNDBEAM, 2011)
O Soundbeam proporciona um meio pelo qual indivíduos com deficiência física
profunda ou debilitados em termos de aprendizagem, possam se expressar e
comunicar por meio da música e do som. Esta sensação de controle, atuação e
independência que o Soundbeam proporciona, pode ser uma boa fonte de
motivação, para estimular a aprendizagem e a interação com outras áreas.
O Soundbeam já foi testado com crianças e adultos com dificuldades de
aprendizagem, incluindo Deficiência Mental Profunda e Múltipla (ELLIS, 1997),
Autismo (ELLIS; VAN LEEUWEN, 2000) e Cegueira (SPEARE, 1995).
3.4.3 Telereabilitação
A Reabilitação Virtual pode variar de acordo com a proximidade física do terapeuta (ou
equipe terapêutica) que assiste o paciente. Se os terapeutas estão próximos
fisicamente, então o tratamento pode ocorrer em centros de reabilitação ou clínicas.
Entretanto, se o terapeuta está distante, em algumas situações a terapia pode ser
PC / Laptop
Conexão USB entre PC e a Interface do Soundbeam
Sensores ultra-sônicos
Conexão analógica entre os sensores ultra-sônicos e a interface do Soundbeam
Módulo de som
MIDI
Distância entre o sensor e a
interrupção da onda ultra-sônica
Sensor
Feixe de ultra-som
79
administrada remotamente, método também conhecido como “Telereabilitação. Trata-se
de uma área de investigação recente, mas promissora (BURDEA, 2003).
Huber et al. (2010) e Golomb et al (2010) investigaram se a Telereabilitação em
ambiente domiciliar, empregando um videogame baseado em Realidade Virtual e
monitorado a distância, era capaz de melhorar a função da mão, a saúde óssea e
também a ativação do circuito motor de adolescentes com hemiplegia. Os participantes
foram convidados a exercitar a mão plégica por trinta minutos por dia, durante cinco
dias por semana, usando uma luva com sensores e ligada a um console de videogame.
A luva respondia aos movimentos executados pela mão plégica dos pacientes. Assim, o
videogame criava uma imagem virtual da mão do paciente na tela do monitor de vídeo
que reproduzia os movimentos executados. A Figura 3.25 mostra um exemplo de
exercício para reabilitação física das mãos usando o PS3.
Figura 3.25 - Sistema de reabilitação com PS3 (HUBER et al., 2010), (GOLOMB et al, 2010)
A luva não reproduzia com exatidão os movimentos, mas sim ampliava na tela o
movimento iniciado com a mão plégica. Por exemplo, se a luva detectava um pequeno
movimento de flexão do dedo indicador, então era reproduzido na tela o movimento
completo de flexão do dedo indicador. Esse fato é interessante por dois motivos:
80
a) Se a mão virtual reproduzisse com fidelidade os movimentos do paciente,
então apenas estaria reproduzindo na tela o mesmo padrão de movimento
deficiente que o paciente exibe no mundo real. Segundo Golomb et al. (2010),
além de desnecessário, seria frustrante para o paciente observar seus
movimentos imperfeitos.
b) O fato de a mão virtual realizar a amplitude completa do movimento pode
promover a reorganização funcional do encéfalo através da modulação
sináptica, de forma que outras regiões do cérebro possam assumir as funções
da região danificada (neuroplasticidade cerebral). Observar o movimento
normal dos dedos na tela gera uma ilusão, ou seja, o cérebro acredita que
aquela mão está realmente se abrindo como ocorre em intervenções com uso
de caixa de espelhos utilizada para tratamento de dor fantasma pós
amputação (MURRAY et al, 2007), (ASSIS; LOPES, 2008).
O ambiente virtual utilizado no experimento foi um sistema de reabilitação baseado em
Realidade Virtual gerado por meio de um videogame PS3 que foi instalado nas casas
de três adolescentes com PC. Uma série de mudanças de software foi necessária para
transformar o console do PS3 numa estação de reabilitação. Foi necessário alterar o
sistema operacional para garantir uma abertura que possibilitasse a integração dos
drivers para a luva de detecção, desenvolvimento da terapia orientada (instruções do
terapeuta) e desenvolvimento dos jogos. Para permitir a telereabilitação, rotinas de
software adicionais foram escritas para carregar dados para o servidor de banco de
dados para armazenamento dos dados referentes aos exercícios realizados, bem como
para downloads de atualizações dos jogos em domicílio.
Foi criado um módulo no jogo denominado “Agenda de Sessões” que possibilita que o
participante visualize a execução do exercício que deve ser realizado. Uma agenda de
opções de jogos é disponibilizada ao participante após a demonstração do exercício de
referência. O módulo permite que o participante escolha o jogo (incluindo o nível de
dificuldade e o número de tentativas). Há também a opção de rever novamente o
exercício de referência, caso necessário. Segundo os autores, as opções de jogos
81
oferecidas ajudam a reduzir o tédio durante a terapia, devido ao longo tempo de
tratamento. O tempo total da sessão é apresentado pelo módulo “Agenda de Sessões”
para mostrar há quanto tempo o paciente está em tratamento até a presente data e a
duração de cada sessão. Este recurso ajuda os participantes a verificar se realizaram a
terapia com a duração recomendada por dia.
A visualização dos dados clínicos pode ser feita remotamente, por meio de um portal
Web integrado com os sistemas em domicílio. Os terapeutas autorizados podem
visualizar todos os dados do participante e analisar os gráficos gerados. Estes gráficos
mostram configurações específicas de cada jogo (tais como, nível de dificuldade e
número de tentativas). Os autores também fizeram Ressonância Magnética Funcional
(RMF) para o movimento de fechamento da mão antes e depois do período de
treinamento, sendo possível perceber um aumento significativo nas zonas cerebrais
ativadas durante os movimentos.
Os resultados mostraram que todos os três adolescentes apresentaram melhora na
função da mão plégica em testes de terapia ocupacional, incluindo aumento da
capacidade de levantar objetos e melhora da amplitude de movimento dos dedos com
base em medições remotas. Dois dos adolescentes mostraram melhorias no conteúdo
mineral do osso radial. Para todos os três adolescentes, a RMF durante a tarefa de
preensão, considerando o contraste entre a mão plégica e não-plégica mostrou
expansão da área espacial de ativação pós-tratamento.
Apesar dos resultados animadores, deve-se levar em consideração que os pacientes,
apesar de serem portadores de encefalopatia crônica da infância, tinham inteligência
normal e cursavam escolas regulares. Por isso, é importante especificar o tipo da
patologia antes de se empregar a Reabilitação Virtual. Não se deve utilizar luvas de
Realidade Virtual em paciente quadriplégico espástico grave com retardo mental, por
exemplo. Além disso, os pacientes não estavam em tratamento de reabilitação há
algum tempo. Assim, não é possível afirmar com certeza se os ganhos obtidos não
seriam também alcançados caso os pacientes fossem submetidos a quatro meses de
terapia convencional intensiva durante cinco dias por semana. Naturalmente, dadas as
características do sistema de saúde norte-americanas (a maioria dos tratamentos é
82
pago e de alto custo financeiro), se for possível obter resultados semelhantes aos da
reabilitação intensiva utilizando um videogame em domicílio, a relação custo benefício
justifica o uso do videogame.
3.4.4 Desafios
A Reabilitação Virtual traz alguns desafios, tanto para os pesquisadores que buscam
por novas soluções, quanto para utilização pelos usuários finais. Um desafio é referente
à aceitação destas tecnologias por especialistas da área da Saúde (médicos e
terapeutas), que exigem obter respostas fidedignas que comprovem a eficácia dos
métodos. Os estudos ainda estão em andamento e não existem dados suficientes para
satisfazer os críticos (BURDEA, 2003).
A complexidade dos computadores, interfaces e redes em sistemas de Reabilitação
Virtual muitas vezes assustam alguns terapeutas, que não foram expostos a estas
tecnologias durante sua formação acadêmica, provocando resistência a estas como
instrumento de trabalho. Alguns terapeutas temem que a Reabilitação Virtual possa
substituir por completo as práticas convencionais e ameaçam sua colocação no
mercado de trabalho (BUCKEY et al, 2002).
Estudos pilotos têm demonstrado a eficácia da Reabilitação Virtual, sobretudo no que
se refere ao tratamento de pacientes crônicos pós-AVC (ASSIS; LOPES, 2008),
(SALVA et al, 2009). Entretanto, é de suma importância ressaltar que estas tecnologias
não substituem a reabilitação convencional, mas sim, ajudam a aprimorar os métodos e
fornecer subsídios de apoio, tanto para o paciente (para que possa realizar os
exercícios também de forma não assistida), quanto para o terapeuta (para auxiliar no
processo de planejamento e acompanhamento das tarefas, bem como na análise dos
resultados). Além disso, a Reabilitação Virtual possibilita que o terapeuta possa ampliar
seu potencial permitindo-lhe realizar tratamentos de um maior número de pacientes
com maior diversidade de exercícios.
83
Melhorar as interfaces dos sistemas de Reabilitação Virtual é outro desafio. As
interfaces não foram criadas como equipamento médico, e, portanto, não podem ser
esterilizadas para uso repetido por diferentes pacientes. Além disso, muitas interfaces
não são adaptadas para atender indivíduos com diferentes estaturas, pesos e
deformidades físicas. Um exemplo é a falta de equipamento que comporte a estatura de
uma criança. Dessa forma, a avaliação destas crianças utilizando um dado sistema
pode torna-se difícil devido à introdução de variáveis que podem causar algum
desconforto, por exemplo. Mesmo os adultos podem enfrentar dificuldades na utilização
de alguns equipamentos. Por exemplo, pacientes submetidos a cirurgia de mão, ou que
sofreram um AVC, podem apresentar dificuldade em utilizar luvas de sensoriamento
projetado para uma escala normal. Outro fator é o peso de alguns equipamentos que
podem gerar constrangimentos no paciente devido a usabilidade não compatível com
seu estereótipo físico. Estes problemas podem reduzir a naturalidade da interação, o
que é muito importante para os pacientes com distúrbios cognitivos.
O custo de muitos equipamentos vem caindo significativamente nos últimos anos em
comparação com os anos anteriores (HUBER et al, 2010), (GOLOMB et al, 2010).
Entretanto, os preços atuais de alguns equipamentos ainda são proibitivos para
aquisição em larga escala pelos centros de reabilitação ou para as escolas e
principalmente para uso domiciliar.
Huber et al. (2010) e Golomb et al (2010) sugerem o investimento de esforços para o
reaproveitamento dos consoles de jogos para que possam ser adaptados aos métodos
de reabilitação, uma vez que o mercado de jogos tem crescido significativamente nos
últimos anos.
A telereabilitação possui desafios adicionais relativos à falta ou ausência de
infraestrutura de comunicação. Apesar do avanço dos computadores e internet em
domicílio, ainda há muitos usuários que dependem de linhas telefônicas para conexão
com a Internet. Nestes casos, o uso de videoconferência para o contato remoto entre
terapeuta e paciente torna-se impossível. Felizmente, certas formas de telereabilitação
não necessitam de supervisão constante por videoconferência. Se as redes são usadas
para conexão com a Internet, então o tráfego da rede passa a ser o gargalo. O
84
problema pode ser resolvido com a utilização de banda larga, entretanto somente uma
parcela muito pequena possui acesso à Internet por meio de banda larga.
Outro aspecto importante da telereabilitação é a segurança do paciente. Quando os
pacientes estão realizando exercícios num sistema de Reabilitação Virtual, eles correm
o risco de adquirir novas lesões, seja por excesso de força aplicada pelo dispositivo de
controle/retorno de força (robôs), ou por acidentes com cabos e amarras necessários
para o funcionamento do sistema, ou excessos de práticas de exercícios. Dessa forma,
os sistemas devem ser integrados com programas de monitoramento por terapeutas
para garantir que o paciente não sofra nenhuma consequência adversa.
A telereabilitação é uma nova forma de terapia, e, portanto, fatores psicológicos podem
também influenciar na recuperação do paciente. Por exemplo, alguns pacientes podem
participar menos do tratamento sem a intervenção direta do terapeuta, pois eles podem
sentir que receberam menos atenção que merecem. Outros pacientes preferem menos
contato humano, portanto, estudos de grande escala são necessários para elucidar
questões de como a telereabilitação poderá ser tão ou mais eficaz ou servir de
complemento à reabilitação convencional realizada no centro de reabilitação.
A Tabela 3.3 sintetiza os principais benefícios e desafios na área de Reabilitação
Virtual, segundo Burdea (2003). Ressaltando que, alguns dos desafios apontados pelo
autor na área cognitiva como, por exemplo, falta de interfaces naturais e falta de
equipamentos para crianças já estão sendo superados nos dias de hoje e, portanto, não
foram incluídos na tabela. Sato et al (2007) e Loureiro e Rodrigues (2011) comentam
sobre o uso de interfaces naturais em geral e Garbin et al (2006), RICHARD et al (2007)
e Juan et al (2008) comentam sobre equipamentos e interfaces para reabilitação de
crianças.
85
Tabela 3.3. Benefícios e desafios na área de Reabilitação Virtual (BURDEA, 2003)
REABILITAÇÃO VIRTUAL BENEFÍCIOS DESAFIOS
Neuro-muscular Engajar/Motivar.
Economia de escala.
Coleta de dados online.
Resolução temporal fina.
Comprometimento/Funcionalidade.
Funcionalidade.
Simulação de detecção.
Equipamentos caros.
Aceitação clínica.
Especialistas na área.
Física Engajar/Motivar.
Repetição/Intensidade.
Adaptável às condições do paciente.
Aplicável em fases crônicas.
Comprometimento/Funcionalidade.
Atividades da vida diária.
Configuração anormal do membro.
Especialistas na área.
Aceitação clínica.
Carga cognitiva.
Cognitiva Engajar/Motivar.
Economia de escala.
Maior privacidade.
Redução dos custos com terapias.
Segurança.
Avaliação mais realista.
Custo elevado dos equipamentos.
Especialistas na área.
Telereabilitação Reabilitação em domicílio.
Redução do custo de terapeuta.
Redução do isolamento.
Acesso remoto do banco de dados.
Custo dos equipamentos.
Largura de banda da rede.
Especialistas na área.
Segurança.
Estudos da eficácia.
86
3.5 Considerações
Este capítulo apresentou a área de pesquisa em Reabilitação Virtual descrevendo
diferentes abordagens terapêuticas e os principais benefícios trazidos por ela. Existem
desafios a serem vencidos para que estas tecnologias possam ter maior aceitabilidade
pelos profissionais da Saúde. A Tabela 3.3 apresentou uma síntese dos benefícios e
desafios da Reabilitação Virtual.
Até a data da publicação deste trabalho, não foi encontrado nenhum sistema de
Reabilitação Virtual que associasse Realidade Aumentada e o uso da música no
contexto de estratégias de Musicoterapia. Assim, justifica-se explorar e investigar este
caminho nesta pesquisa.
87
4 SISTEMA DE REALIDADE AUMENTADA MUSICAL PARA REABILITAÇÃO
Este capítulo apresenta uma proposta de sistema de Realidade Aumentada musical
para reabilitação (motora e cognitiva). São detalhadas as etapas de desenvolvimento
do sistema que incluem a definição do público-alvo, a definição e especificação dos
requisitos, detalhamento das tarefas e da arquitetura do sistema. Diagramas de classes
e de casos de uso são utilizados para o aprofundamento das especificações lógicas do
sistema.
4.1 Metodologia de Desenvolvimento
O sistema foi desenvolvido com base no modelo para desenvolvimento de ambientes
virtuais proposto por Kirner e Martins em 1999 (Figura 4.1). Este modelo se aproxima
bastante do modelo de processo espiral que é amplamente utilizado no
desenvolvimento de produtos de software tradicionais. Além de se apoiar num
paradigma consagrado, o modelo proposto por Kirner e Martins (1999) visa possibilitar a
integração dos usuários no desenvolvimento do produto, de maneira a gerar sistemas
amigáveis e fáceis de manter, além de considerar os requisitos específicos da área de
aplicação.
88
Figura 4.1 - Modelo para desenvolvimento de ambientes virtuais (KIRNER; MARTINS, 1999)
A etapa de requisitos contempla a definição e especificação dos requisitos do sistema.
A etapa seguinte, a de projeto, detalhada a modelagem do sistema, que neste caso foi
baseada na linguagem de modelagem unificada (Unified Modeling Language - UML). A
etapa de implementação abrange as fases de elaboração e criação das interfaces,
criação dos modelos tridimensionais e construção do protótipo do sistema. E finalmente,
a etapa de avaliação contempla as avaliações de desempenho, de usabilidade e do
valor da aplicação. As etapas de implementação e avaliação do sistema estão descritas
nos próximos capítulos.
Requisitos
Definição dos requisitos gerais
Definição dos requisitos específicos
Definição de usuários, tarefas e interações
Projeto
Definição das tecnologias de entrada e saída
Definição das tecnologias de hardware e software
Modelagem dos objetos, comportamentos e interações
Avaliação
Avaliação de desempenho
Avaliação de usabilidade
Avaliação do valor da aplicação
Implementação
Definição e preparação das imagens
Construção dos objetos 3D
Construção do Ambiente virtual
89
4.2 Definição e Especificação dos Requisitos Gerais
Os requisitos levantados neste trabalho foram definidos e especificados, de forma a
fornecer uma descrição abstrata em alto nível (definição) e uma descrição detalhada
(especificação) sobre o que o sistema deve possuir, conforme sugere Sommerville
(1996).
O levantamento destes requisitos foi feito por meio de entrevistas com especialistas
(musicoterapeutas e terapeutas ocupacionais) e fundamentado por artigos encontrados
na literatura. Adotou-se, como critério, a seleção dos requisitos mais solicitados pelos
profissionais entrevistados ou que foram levantados durante os estudos de casos de
uso do sistema (etapa de avaliação).
Os requisitos foram agrupados em três categorias:
a) fazer musical,
b) interface para reabilitação motora e
c) uso domiciliar.
Os requisitos para apoiar o “fazer musical” musicoterapêutico (Tabela 4.1) foram
identificados a partir dos estudos dos métodos musicoterapêuticos apresentados no
Capítulo 2.
Os requisitos de interface para reabilitação motora (Tabela 4.2) foram identificados a
partir das observações das necessidades dos pacientes atendidos no setor de
musicoterapia da AACD. Estas observações foram fundamentadas por artigos
encontrados na literatura, apresentados no Capítulo 2.
Os requisitos para uso domiciliar (Tabela 4.3) foram especificados com base nos
estudos apresentados nos Capítulos 2 e 3.
90
Tabela 4.1. Requisitos para o Fazer Musical musicoterapêutico
N° REQUISITO ESPECIFICAÇÃO
1 Recriação musical Recurso que possibilite a reprodução ou transformação de uma
melodia ou parte dela. Estes recursos podem ser realizados por
meio de experiências instrumentais ou em atividades oferecidas por
meio de jogos musicais.
2 Improvisação musical Recurso que possibilite a execução de improviso (sozinho, em
dueto ou em grupo) e produção de sons de instrumentos musicais
variados. O sistema deve também possibilitar a gravação das
canções improvisadas, cantadas ou não.
3 Composição musical Recurso que possibilite escrever canções, letras ou parte
instrumental, assim como qualquer produto musical convencional. A
composição pode ser original (de autoria) ou ter características de
algum estilo musical
4 Audição sonora e
musical
Recurso que possibilite experiências receptivas onde o usuário
poderá realizar atividades de escuta de músicas geradas em tempo
real (autoria) ou gravadas, respondendo verbalmente ou de outras
formas. Os sons dos instrumentos musicais (simulados pelo
sistema) devem parecer ao máximo com os sons reais dos
instrumentos musicais convencionais. Este requisito é importante
para o desenvolvimento de atividades de percepção sonora e
musical. Se o instrumento simulado possuir um som muito diferente
do convencional, poderá confundir o usuário/terapeuta/paciente em
atividades de percepção sonoro musical.
5 Imitação musical Recurso que possibilite que o usuário/terapeuta utilize o eco-ritmo,
ou seja, por meio do mesmo instrumento ou outro similar, repetir a
sonoridade feita por outro usuário/paciente e vice-versa. O sistema
deve também permitir que um usuário/terapeuta responda imitando
o usuário/paciente, porém, em outra tonalidade ou modificando
alguns parâmetros (escala musical, timbre ou ritmo) da produção
sonora.
91
Tabela 4.2. Requisitos de interface para reabilitação motora
N° REQUISITO ESPECIFICAÇÃO
6 Interação O sistema deve possuir uma interface tangível que possibilite
sua manipulação com as mãos, sem uso de dispositivos e
adaptações.
7 Cenário O cenário do sistema deve ser baseado em objetos virtuais
tridimensionais. A maioria dos trabalhos apresentados no
Capítulo 3 relata que o uso de tais recursos estimula o
interesse e motiva o usuário. Deve-se evitar uso excessivo de
botões e ícones na janela de interface principal e também de
cores contrastantes, pois muitos pacientes com Paralisia
Cerebral, por exemplo, apresentam (além da deficiência
física) baixa visão e/ou déficits cognitivos. Um sistema cuja
interface seja simples e de fácil compreensão facilita a
utilização por parte destes usuários.
8 Complexidade das
tarefas
O sistema deve possibilitar a configuração das tarefas, antes
do início das intervenções terapêuticas de forma a reduzir a
complexidade. Quanto maior a quantidade de informações
adicionadas no cenário, maior poderá ser a complexidade da
tarefa.
9 Estimulação bimanual
das mãos
O sistema deve possuir um recurso que possibilite estimular o
usuário/paciente a utilizar ambas as mãos simultaneamente.
Isso possibilita que uma criança, por exemplo, que tenha uma
das mãos comprometida por um problema físico, e que em
alguns momentos da terapia se recuse a trabalhar com a mão
comprometida, se sinta motivado a utilizar ambas as mãos ao
invés de apenas a mão não-comprometida.
10 Baixo custo para
aquisição dos
dispositivos interativos
Os dispositivos para interação devem ser flexíveis para ajuste
em crianças e adultos, não necessitar de esterilização após o
uso e devem ser acessíveis economicamente para uso em
clínica e em ambiente domiciliar.
92
Tabela 4.3. Requisitos para uso domiciliar
N° REQUISITOS ESPECIFICAÇÃO
11 Monitoramento remoto Recurso que possibilite monitorar os exercícios feitos pelo
usuário/paciente em domicílio. Para isso, deve-se criar um
banco de dados que permita que o usuário/terapeuta possa
se cadastrar no sistema e cadastrar seu usuário/paciente,
armazenar, registrar, deletar e alterar dados dos exercícios e
analisar os relatórios de desempenho das tarefas.
12 Planejamento e
descrição das tarefas
Recurso que possibilite que o usuário/terapeuta possa
planejar e descrever os exercícios de reabilitação (propostos
pelo software) de forma fácil e compreensível pelo
usuário/paciente. Este requisito poderá facilitar na
memorização destes exercícios pelo paciente contribuindo
para a realização dos exercícios de forma correta.
13 Atividades
colaborativas
Recurso que possibilite realizar atividades colaborativas à
distância com o usuário/terapeuta ou outro usuário/paciente
cadastrado no sistema.
14 Feedback de
desempenho
Recurso que possibilite fornecer para o usário/paciente um
feedback de seus exercícios realizados em tempo real. Dessa
forma, o usuário/paciente poderá saber se está realizando os
exercícios de forma correta e orientá-lo caso contrário.
4.3 Requisitos Funcionais e Não-Funcionais
Esta seção apresenta os requisitos funcionais e não-funcionais e os requisitos de
interface identificados a partir da análise dos requisitos gerais apresentados na seção
anterior. De acordo com Sommerville (1996), os requisitos funcionais expressam
funções ou serviços que um software deve ser capaz de executar ou fornecer. As
funções ou serviços são, em geral, processos que utilizam entradas para produzir
93
saídas. Os requisitos não funcionais declaram as restrições ou atributos de qualidade
para um software. Além destes, existem ainda os requisitos de interface, que
especificam as funcionalidades inerentes a interface do sistema com o usuário.
Requisitos Funcionais
• Notas Musicais: O sistema deve prover um conjunto de notas musicais para
composição musical. As notas musicais devem ser definidas (por padrão) na
escala de Dó Maior. Os sons das notas musicais devem ser definidos (por
padrão) no timbre do piano e com uma intensidade fixa.
• Instrumentos Musicais: O sistema deve prover um conjunto de instrumentos
musicais de corda, sopro e percussão. A figura dos instrumentos musicais como
corda e sopro não emitem sons. Para mudança do timbre das notas musicais o
primeiro comando é apresentar a figura que representa o instrumento musical
desejado. Os instrumentos de percussão devem emitir seus sons
correspondentes.
• Escala Musical: O sistema deve possibilitar alterar a escala musical. A altura da
escala musical deve variar para sons mais agudos ou mais graves.
• Composição Musical: O sistema deve possibilitar gravar as composições
musicais. A gravação poderia ser ativada ou desativada. As composições podem
ser gravadas em arquivos digitais em formato de áudio.
• Cronômetro: O sistema deve prover um cronômetro na tela para cronometrar o
tempo das tarefas. O cronômetro deve poder ser ativado ou desativado. O
cronômetro poderá ser ativado caso a aplicação esteja rodando em tela cheia.
• Jogos de Memória Musical: O sistema deve prover um jogo musical de siga-
sons-e-cores. Neste jogo, o usuário deve seguir uma sequência sonora por meio
de objetos coloridos que “acendem” numa determinada sequência. O jogo deve
ser ativado ou desativado. Os sons-e-cores poderiam ser representados por
objetos virtuais 3D coloridos que, a medida que forem sendo sorteados na
94
sequência, “acenderiam” com cores mais brilhantes. Além desta animação no
objeto virtual, estes também poderiam sofrer alguma variação de forma (escala)
e movimento (translação e rotação) para facilitar a visualização.
• Jogo Tempo Coincidente: O sistema deve prover um jogo musical de tempo
coincidente. Neste jogo, o usuário deve “bater” num alvo a medida que objetos
virtuais passassem por ele. Deve haver um recurso que possibilite adicionar um
ou mais alvos no cenário, de acordo com a complexidade desejada na tarefa. O
jogo deve ser ativado ou desativado. O jogo poderia ser criado a partir de uma
melodia com um determinado ritmo musical.
Requisitos Não-Funcionais
• Alta disponibilidade: O sistema deve ser projetado de forma a ser acessado via
Web por todos os usuários remotos, por meio de um navegador (browser).
Simplificar o acesso via Web pode expandir a aplicação com rapidez e economia,
aumentando assim a base de usuários finais.
• Multiplataforma: O sistema deve rodar em mais de uma plataforma. Caso seja
um arquivo executável, devem-se disponibilizar versões do sistema para os
Sistemas Operacionais mais utilizados como Windows, Linux e MacOS. Caso
seja um aplicativo para Web, o sistema deve ser executado a partir de diferentes
navegadores como o Mozilla Firefox, Internet Explorer, Google Chrome, entre
outros.
• Desempenho: Como se trata de um sistema interativo, com realimentação
sonora, o sistema deve ter o melhor desempenho possível para que não
comprometa as atividades musicais que, muitas vezes levam em consideração o
tempo de resposta sonora.
95
4.4 Projeto do Sistema
Esta seção apresenta o modelo conceitual do sistema elaborado com base nos
requisitos elicitados. São apresentados diagrama de casos de uso, arquitetura e
diagrama de classes do sistema.
4.4.1 Diagrama de Casos de Uso
Os atores (usuários) do sistema são: terapeutas e pacientes com deficiência motora
(congênita ou adquirida) decorrentes de lesões neurológicas, neuromusculares,
ortopédicas ou de má formação e que precisem recuperar ou manter funções motoras
básicas, por meio de procedimentos de reabilitação motora que possam ser motivados
pelo Fazer Musical. O diagrama de casos de uso ilustrado na Figura 4.2 mostra os
atores do sistema e suas respectivas tarefas.
Tanto o terapeuta quanto o paciente podem interagir livremente com o sistema e
desenvolver as tarefas12 de recriação, improvisação, composição e audição sonora e
musical. Há também jogos de memória musical e de tempo coincidente. Todas estas
tarefas podem ser previamente planejadas pelo terapeuta para uso presencial (na
clínica) ou à distância (exercícios domiciliares).
O planejamento das tarefas (estimulação cognitiva) inclui: organização dos elementos
virtuais (modelo, quantidade, tamanho e distância entre os objetos), sequência das
ações motoras e quantidade de repetições. Este planejamento resulta na definição do
nível de dificuldade da tarefa.
12 Entende-se tarefa como um objetivo que o paciente tenha que alcançar, enquanto entende-se atividade
como um encadeamento de ações que o levam a realizar uma determinada tarefa.
96
Figura 4.2 - Diagrama de casos de uso
As tarefas executadas pelo paciente podem ser gravadas em formato de vídeo ou áudio
para futura análise de desempenho motor do paciente. O terapeuta também pode
analisar o relatório de desempenho de cada tarefa. O relatório contém informações
referentes aos exercícios executados pelo paciente realizados presencialmente ou à
distância: se concluiu ou não a tarefa, quantidade de vezes que executou a tarefa,
tempo para concluir determinada tarefa, os totais de acertos e erros.
Local (presencial)
Domiciliar (a distância)
Planejamento das tarefas
Análise do relatório
Recriação Musical
ImprovisaçãoMusical
ComposiçãoMusical
Audição sonora e Musical
Memória Musical
Tempo Coincidente
terapeuta paciente
97
4.4.2 Arquitetura
A arquitetura do sistema é composta pelos elementos básicos que compõem as
aplicações de Realidade Aumentada: um computador com placa gráfica e placa de
som, um software de Realidade Aumentada musical, uma webcam, um dispositivo de
visualização de ambientes misturados e cartões marcadores.
A tecnologia de Realidade Aumentada foi escolhida para a construção da interface do
sistema, pois atende aos seguintes requisitos da Tabela 4.2:
• N° 6 (interação): permite a manipulação natural dos objetos virtuais, com uso
das mãos, sem necessidade de dispositivos ou adaptações.
• N° 7 (cenário): possui características motivadoras para reabilitação, como por
exemplo, dispositivos de interação diferenciados do padrão mouse e teclado e
recursos visuais tridimensionais.
• N° 8 (complexidade das tarefas): facilita a construção do cenário virtual por
meio da adição, remoção ou alteração das propriedades dos elementos virtuais
em tempo real.
• N° 10 (Baixo custo para aquisição dos dispositivos intera tivos): possibilita
construir sistemas interativos mais acessíveis economicamente, com uso de um
computador e uma webcam. Os dispositivos de interação podem ser à base de
papel ou cartolina. Estes materiais podem ser descartados sendo de fácil
reconstrução e adaptação para crianças e adultos e não precisam ser
esterilizados.
A Figura 4.3 mostra a arquitetura do Sistema de Realidade Aumentada Musical.
Primeiramente, uma webcam (conectada ao computador) captura imagens do mundo
real em busca dos cartões marcadores. Estes cartões são compostos por símbolos
musicais que estão catalogados no banco de dados do software instalado no
computador. Os símbolos musicais detectados nos cartões são analisados e
98
interpretados pelo software. A interpretação dos símbolos produz objetos virtuais
sonorizados que são combinados com o mundo real do usuário. O mundo misturado é
enviado pelo software para um dispositivo de visualização que pode ser tanto um
monitor de vídeo quanto um capacete de visualização de mundos misturados.
Figura 4.3 - Arquitetura do sistema
O software pode ser instalado no computador por meio de um arquivo executável
(aplicação local). Outra possibilidade é acessar uma página na Internet que contenha
uma versão Web do sistema. A versão Web (aplicação remota), está integrada a um
banco de dados por onde é possível cadastrar pacientes e terapeutas, armazenar,
registrar, apagar e alterar dados dos exercícios e analisar relatórios de desempenho
das tarefas.
Também estão previstos recursos para que o terapeuta possa planejar e descrever os
exercícios de reabilitação (propostos pelo software) com vistas a possibilitar que o
paciente possa visualizar facilmente estas instruções em casa e, dessa forma, realizar
99
os exercícios de forma correta. Outro recurso possibilita fornecer para o paciente uma
realimentação de seus exercícios realizados em tempo real (desempenho do paciente).
Dessa forma, o paciente pode saber se está realizando os exercícios de forma correta
e, caso contrário, o sistema o orienta de acordo com as instruções do terapeuta. Outro
recurso possibilita realizar atividades colaborativas à distância com o terapeuta ou
outros pacientes cadastrados no sistema. As atividades colaborativas podem ser
realizadas em forma de desafios propostos pelos jogos musicais.
4.4.3 Diagrama de Classes
A Figura 4.4 mostra o diagrama de classes do sistema, numa visão macro, onde podem
ser observados os diferentes tipos de objetos.
Figura 4.4 - Diagrama de classes do sistema
100
A classe responsável pelo controle do sistema é a classe GenVirtual, onde é
instanciada a função principal main() da aplicação. No seu processo de construção, cria
uma câmera para gerenciar a captura do mundo real através de um dispositivo de
captura de vídeo. Em seguida, prepara um rastreador de marcadores e também a saída
de vídeo que é executada no dispositivo de exibição. Após essa preparação, os
marcadores do menu são instanciados.
O menu contém as opções que o usuário pode tomar: jogo da memória musical,
compositor de melodias e jogo de tempo coincidente:
• Modo jogo da memória: jogo de siga-sons-e-cores gerados a partir das
animações e sons emitidos pelos objetos virtuais.
• Modo compositor de melodias : atividades musicais livres de recriação,
improvisação, composição e audição musical. Estas atividades podem ser
gravadas em formato de arquivos de vídeo ou áudio.
• Modo tempo coincidente : jogo para acertar “alvos” (objetos virtuais)
acompanhando um determinado ritmo musical.
Todas as tarefas executadas podem gerar um relatório de desempenho. O
detalhamento dos diagramas de cada uma das classes está especificado no Apêndice
A deste documento.
101
4.4.4 Recursos Motivacionais
Os recursos motivacionais do sistema se desdobram em: atratividade; facilidade de uso
e formas de uso.
a) Atratividade
Um dos fatores atrativos do sistema é a possibilidade de executar os sons dos
instrumentos musicais de corda, sopro e percussão por meio da interação com os
modelos 3D (objetos sonoros) que forem adicionados no mundo real. A forma de
interação com os objetos sonoros também é considerada um fator atrativo. Os
objetos sonoros podem ser “tocados” com as mãos, sem uso de dispositivos ou
adaptações. Cartões marcadores feitos de papel serão os mecanismos de controle e
inserção dos objetos virtuais no mundo real.
Neste trabalho é adotado o termo “cartão musical” ao invés de “cartão marcador”, pois,
os identificadores dos cartões são (em sua maioria) símbolos musicais impressos em
suas faces. Os símbolos musicais se dividem em notas musicais e instrumentos
musicais. As notas musicais são representadas por notações musicais, como por
exemplo, o uso das palavras (Dó, Ré, Mi, Fá, Sol, Lá e Si), e os instrumentos musicais
pela imagem dos próprios instrumentos (Figura 4.5).
102
Figura 4.5 - Cartões Musicais
Os símbolos musicais foram um dos requisitos levantados com os especialistas.
Segundo os terapeutas que colaboraram com a especificação dos requisitos, os
desenhos nos cartões facilitam o planejamento das atividades musicais. Cada cartão
musical origina um objeto virtual sonoro (modelo 3D). Para visualizar estes objetos, o
usuário deve posicionar os cartões musicais no campo de visão da webcam (Figura
4.6). Para percutir os sons das notas musicais, o usuário deve “tocar” nos objetos
virtuais, ou seja, obstruir o cartão musical no campo de visão da webcam.
103
Figura 4.6 - Interação com os cartões musicais
Os objetos virtuais podem variar em forma, tamanho e cor dependendo do desafio que
o terapeuta desejar criar para o paciente. Dependendo da tarefa planejada ou dos jogos
propostos pelo sistema, os objetos virtuais podem disparar eventos de animação como
rotação e translação e sofrer variações de cores.
b) Facilidade de uso
O usuário pode efetuar movimentos desde um simples ralar dos dedos (Figura 4.7a)
e 4.7b) até uma batida com as mãos fechadas em forma de punho sobre os cartões
marcadores (Figura 4.7c).
Figura 4.7 - Cartões musicais para acessibilidade musical
104
O timbre do piano é o timbre padrão das notas musicais. Mas, pode-se alterar o timbre
das notas musicais, colocando-se no campo de visão da webcam, o cartão com a
imagem do instrumento musical desejado. Não é necessário permanecer com o cartão
do instrumento musical (corda ou sopro) no campo de visão da webcam. Uma vez que
o cartão do instrumento for reconhecido pelo sistema (usuário coloca o cartão no
campo de visão da webcam), todas as notas musicais têm seu timbre alterado
automaticamente a partir de então (Figura 4.8).
Figura 4.8 - Mudando o timbre das notas musicais
Os sons dos instrumentos musicais com altura definida (instrumentos de corda e sopro)
são utilizados apenas para trocar o timbre das notas musicais colocando-se o cartão do
instrumento musical no campo de visão da webcam. Já, nos casos dos cartões dos
instrumentos de percussão, como estes instrumentos possuem a altura não definida (ou
indeterminada), é necessário utilizar o próprio cartão do referido instrumento para sua
execução (Figura 4.9).
105
Figura 4.9 - Resultado sonoro dos instrumentos musicais de percussão
A interface gráfica do software possui apenas imagens do ambiente misturado, sem
botões ou ícones gráficos, podendo permanecer em tela cheia durante todo o tempo de
execução. Desta forma, todas as tarefas propostas pelo sistema podem ser realizadas
apenas com uso dos seus respectivos cartões musicais, mesmo para mudar de uma
atividade para outra, para gravar as tarefas em arquivos de áudio ou vídeo e acionar o
cronômetro.
c) Formas de uso
Os cartões musicais podem ser utilizados para reabilitação motora de MMSS e de
membros inferiores (MMII), uma vez que a forma de interação é a mesma. No
primeiro caso, os cartões podem ser organizados sobre uma mesa, onde o usuário
deve ser posicionado sentado em uma cadeira ou aproximar-se da mesa em uma
cadeira de rodas (Figura 4.10a). Os cartões podem ser impressos em tamanhos
maiores e posicionados sobre o chão, para uso com os pés, caso haja interesse na
reabilitação de MMII (Figura 4.10b).
106
Figura 4.10 - Formas de interação com o sistema
O sistema pode ser montado em espaços diversificados, de acordo com o objetivo da
intervenção (reabilitação motora de MMSS ou MMII). A flexibilidade dos cartões
musicais propicia o planejamento das tarefas para cada paciente, de acordo com suas
características: tamanho das mãos/pés e pernas/braços (crianças ou adultos), postura e
mobilidade do usuário (Figura 4.11).
Figura 4.11 - Facilidade de uso do sistema
107
4.5 Propostas de Atividades Musicoterapêuticas com o Sistema
A partir dos métodos e procedimentos musicoterapêuticos apresentados no Capítulo 2,
foi possível estabelecer as principais atividades que podem ser exploradas com uso do
sistema. Como visto, os métodos musicoterapêuticos se apóiam em atividades de
improvisação, recriação, composição e audição musical.
A Tabela 4.4 apresenta propostas de atividades musicoterapêuticas apoiadas pelo
sistema.
Tabela 4.4. Propostas de atividades musicoterapêuticas apoiadas pelo sistema
Atividade Descrição
Improvisação
musical
Executar, por meio dos cartões musicais, os elementos sonoros (notas
musicais e instrumentos musicais), de improviso, sozinho, em dueto ou em
grupo. Os resultados desta prática poderão ser mensurados por meio da
improvisação, onde o indivíduo é estimulado a pensar e raciocinar sozinho
fazendo uma reflexão quanto às formas de assimilar e transmitir sua
expressão musical. Os objetivos desta atividade, do ponto de vista
terapêutico são: estabelecer um canal de comunicação não-verbal e uma
ponte para a comunicação verbal, dando sentido à auto-expressão, a
desenvolver habilidades colaborativas, a desenvolver a criatividade, à
liberdade de expressão, à espontaneidade e à capacidade lúdica,
estimulando e desenvolvendo os sentidos, às habilidades perceptivas e
cognitivas. Pode ainda estimular a capacidade de planejamento e
organização apoiando a estimulação das habilidades motoras de
coordenação, força, equilíbrio e sincronização. Desafios de improvisação
poderão proporcionar ao indivíduo momentos de criatividade através da
interação com os sons musicais e, ao mesmo tempo, desenvolver as
habilidades musicais que são básicas para uma apreciação mais
elaborada da música e do autoconhecimento.
108
Recriação
musical
Executar, reproduzir, transformar ou interpretar uma música ou parte dela
por meio dos cartões musicais (notas musicais e instrumentos musicais).
A recriação poderá ser gravada como um registro para posterior avaliação
musicoterapêutica. A atividade de recriação musical poderá ser realizada
por meio da manipulação livre dos cartões musicais ou por meio dos jogos
de memória musical (siga-sons-e-cores) e jogos de tempo coincidente
(acertar as notas musicais no tempo certo). Em ambos os jogos, o usuário
poderá escolher uma música pré-estabelecida pelo sistema e reproduzir
musicalmente a versão original ou, vice-versa, conforme os desafios
propostos pelos jogos.
Composição
musical
Criar canções por meio da execução dos cartões musicais. A criação
poderá ser original ou possuir características de paródias já conhecidas
pelo usuário. A composição poderá ser feita no timbre de apenas um
instrumento musical ou vários instrumentos musicais simultaneamente. O
usuário poderá executar uma nota musical de cada vez ou várias notas
simultaneamente proporcionando criação de peças musicais mais
sofisticadas. A criação poderá ser gravada e arquivada como um registro
para posterior avaliação musicoterapêutica. Os objetivos desta atividade
são desenvolver atividades de planejamento e organização, desenvolver
habilidades para solucionar problemas de forma criativa, promover a auto-
responsabilidade, desenvolver habilidade de registrar e comunicar
experiências internas e promover a exploração de temas musicais.
Audição sonora
e musical
Ouvir os sons de notas musicais no timbre de instrumentos musicais de
sopro e corda e sons de instrumentos musicais de percussão, escutar
músicas gravadas pelo sistema, escutar e acompanhar as músicas
disponibilizadas nos jogos musicais. Esta atividade poderá estimular
habilidades de atenção e receptividade, melhorar a escuta perceptiva,
organizar ritmicamente comportamentos motores, memorização de
informações, compreensão e apreciação sonora e musical.
109
4.6 Considerações
Este capítulo apresentou a proposta do sistema de Realidade Aumentada musical para
reabilitação. A modelagem do sistema aqui apresentado é de suma importância para
que os engenheiros de software visualizem alguns detalhes e restrições que devem ser
respeitadas ao se implementar sistemas eletrônicos interativos. No Capítulo seguinte
são apresentados os detalhes da implementação dum protótipo de sistema, baseado
nesta proposta, que foi determinado de GenVirtual.
110
5 IMPLEMENTAÇÃO DO GENVIRTUAL
Este capítulo apresenta os detalhes da implementação do protótipo do sistema,
denominado de GenVirtual. A primeira versão foi implementada e à medida da
realização de observações de campo, testes e avaliações com terapeutas e pacientes,
novos requisitos foram surgindo e foram implementados, gerando novas versões do
sistema. A primeira versão correspondia a um jogo de memória musical. A segunda
versão passa a incluir um compositor musical. Na terceira versão, foram feitos ajustes
nos dois modos (memória e compositor) e um novo jogo musical de tempo coincidente
foi incorporado.
5.1 Bibliotecas de Desenvolvimento
A primeira versão do GenVirtual foi implementada na linguagem de programação Java.
A escolha desta linguagem deveu-se à familiaridade com sua sintaxe e disponibilidade
das bibliotecas Java Sound13, para desenvolvimento de funcionalidades envolvendo
sons e músicas, e JARToolkit14, para desenvolvimento de funcionalidades envolvendo
Realidade Aumentada.
Entretanto, esta biblioteca não apresentava um bom desempenho para reconhecer os
marcadores. Os sons dos objetos virtuais demoravam cerca de dois segundos para
serem executados a partir da interferência das mãos do usuário, tempo elevado e
inadequado para as atividades musicais testadas. Além disso, o processo de
identificação das imagens dos cartões marcadores deixava a desejar. Quando era
necessário utilizar vários cartões simultaneamente e, quando algum destes cartões
13 Application Programming Interfaces (API), em linguagem Java, que provê suporte para operações de
áudio e MIDI com alta qualidade, tais como captura, mixagem, gravação, sequenciamento e síntese MIDI.
14 Invólucro escrito na linguagem Java para o ARToolKit.
111
apresentava características semelhantes a outro como, por exemplo, o símbolo das
notas musicais E e F (Mi e Fá, respectivamente), o sistema os confundia trocando os
sons das notas musicais.
Dessa forma, esta versão preliminar foi descartada e foi necessário utilizar outra
biblioteca de Realidade Aumentada para desenvolver a primeira versão do sistema.
Várias bibliotecas, descritas no Apêndice B, foram estudadas. A biblioteca ARToolkit,
implementada na linguagem C, apresentou maior eficiência em relação ao número
simultâneo de cartões marcadores possíveis de serem utilizados sem que houvesse
confusão entre os símbolos cadastrados. Além disso, foi encontrado na literatura um
vasto material bibliográfico para desenvolvimento de aplicações com ARToolkit, bem
como vários relatos de estudos de casos com uso desta ferramenta.
Foi necessário identificar uma nova biblioteca de som compatível com a linguagem C.
Foram feitos estudos com a biblioteca de som do Windows (API Win32) e a biblioteca
OpenAL e ambas passaram a ser utilizadas. Ao todo, para desenvolvimento do
GenVirtual, foram utilizadas seis bibliotecas, ilustradas na Figura 5.1:
• Software Development Kit (SDK) VideoLib: Biblioteca usada para manipulação
dos parâmetros e fluxos de vídeos.
• ARToolkit: Biblioteca de Realidade Aumentada que realiza rastreamento ótico
usado para calibração da webcam e detecção de marcadores que fazem parte
do cenário da aplicação.
• Microsoft Foundation Class Library (MFC): Biblioteca usada para
gerenciamento da interface gráfica com o usuário. Possui uma coleção de
classes usadas em programação orientada a objetos que podem ser usadas
para construir interfaces como, por exemplo, para impressão de textos na tela e
carregamento de imagens.
• OpenAL (Open Audio Library): Biblioteca multiplataforma desenvolvida para
manipular arquivos de áudio multicanal tridimensional.
112
Gerenciamento das informações audio-visuais
• API Win32: biblioteca do Windows composta de rotinas para a manipulação de
mensagens MIDI que podem ser enviadas ao sintetizador MIDI disponível na
placa de som do computador. Estas mensagens especificam a nota musical e
suas características (altura, velocidade, intensidade e timbre).
• OpenGL: Biblioteca para manipulação de rotinas gráficas e de modelagem,
bidimensional (2D) e tridimensional (3D).
Figura 5.1 - Bibliotecas de desenvolvimento do GenVirtual
Os arquivos MIDI, manipulados pela API Win32, apenas armazenam as informações
referentes às notações musicais, ou seja, a partitura da música. Estas informações são
necessárias para que a placa de som possa interpretar o arquivo MIDI e tocar os sons.
Para a determinação do timbre das notas musicais foi utilizado o “General MIDI Mode15”
que consiste em uma especificação de 128 timbres associadas ao padrão MIDI. Esta
especificação define a utilização de um mínimo de 16 tipos de instrumentos musicais
(128 sons) mais 47 instrumentos de percussão, bem como a sua localização num
15 http://www.classicalmidiconnection.com/General_Midi.html
VideoLib SDK
Rastreamento Óptico (ARToolkit)
Windows API (MFC Lib)
APIs de Som (Win 32, OpenAL)
API Gráfico 3D (OpenGL)
Arquivos do Sistema
Manipulação dos parâmetros de vídeo
Calibração da webcam e detecção de marcadores
Gerenciamento da interface com usuário
Manipulação dos elementos sonoros
Manipulação dos elementos gráficos
113
sintetizador da placa de som do computador: de 1 a 8 os pianos, de 17 a 24 os órgãos
e de 105 a 112 os instrumentos étnicos, por exemplo. Ao ordenar os instrumentos por
categorias, atribuindo-lhes um número, o General MIDI Mode garante que uma música
criada num determinado equipamento MIDI seja corretamente reproduzida num outro
dispositivo do mesmo gênero, sem alteração dos instrumentos originalmente utilizados.
5.2 Funcionamento Básico
A Figura 5.2 mostra a sequência básica de funcionamento do GenVirtual. Inicialmente,
a tela de apresentação do GenVirtual é inicializada e um “Menu de Opções” é exibido
ao usuário. Este Menu contém uma lista de atividades que o usuário pode escolher e
que podem ser acessadas acionando-se as seguintes teclas: Jogo Musical (Tecla J);
Compositor de Melodias (Tecla C); Tempo Coincidente (Tecla T); Ajuda (Tecla A.). O
GenVirtual pode ser finalizado a qualquer momento acionando-se a Tecla ESC.
O mecanismo de acesso às opções do GenVirtual (a partir do acionamento das teclas
indicadas no Menu) foi escolhida pela facilidade de implementação do sistema. Foram
feitas tentativas de implementação de outros mecanismos de acesso ao Menu, como
por exemplo, a navegação por setas que é a mais utilizada nos jogos. Entretanto,
algumas limitações e conflitos entre as bibliotecas escolhidas para desenvolvimento
dificultaram esta implementação.
114
Figura 5.2 - Sequência básica de funcionamento do GenVirtual
Independente da opção escolhida pelo usuário, com exceção da opção de Ajuda, uma
rotina é disparada pelo sistema que permanece em repetição até que o usuário finalize
a aplicação. Esta rotina contém o ciclo de renderização dos objetos 3D e dos sons
correspondentes aos marcadores. O ciclo é executado em cada quadro de vídeo
capturado e é composto pelas seguintes etapas:
115
1. Inicialmente, uma webcam conectada ao computador, captura imagens do
mundo real (30 quadros de vídeo por segundo).
2. As imagens capturadas são convertidas em imagens binárias (preto e branco)
e são processadas pelo ARToolkit em busca de regiões quadradas.
3. Ao encontrar uma região quadrada, o ARToolkit calcula a posição e orientação
deste quadrado em relação à posição da webcam.
4. O GenVirtual, por meio de rotinas da biblioteca ARToolkit, identifica o símbolo
que está desenhado no centro do quadrado e verifica se o símbolo encontrado
está cadastrado no banco de dados do sistema.
5. Caso tenha encontrado o símbolo no banco de dados, o GenVirtual verifica
qual elemento audiovisual está associado a este símbolo.
6. São utilizados para criação dos elementos gráficos 3D e dos eventos sonoros
as bibliotecas OpenGL e Win 32 respectivamente.
7. O GenVirtual, por meio de rotinas da biblioteca ARToolkit, sobrepõe a imagem
do elemento audiovisual (imagem virtual) sobre o quadro de vídeo capturado
em tempo real (imagem real).
8. As imagens misturadas são enviadas ao dispositivo de saída de vídeo para
exibição para o usuário.
9. Volta para a etapa 1 iniciando um novo ciclo.
5.3 Versões do GenVirtual
Foram implementadas três versões do GenVirtual. A primeira versão continha apenas
um jogo de memória musical. Esta versão foi testada por um especialista em
Musicoterapia e a partir das observações e discussões proporcionadas pelos testes,
novas funcionalidades foram descobertas, originando uma nova versão.
116
A segunda versão do GenVirtual passou a incorporar dois modos: modo jogo da
memória musical e modo compositor de melodias. Esta versão foi testada numa sessão
de Musicoterapia com um paciente com Paralisia Cerebral, o que gerou novas
recomendações de usabilidade para outra versão.
A terceira versão do GenVirtual, melhorada e ampliada em suas funcionalidades, foi
testada por especialistas em Musicoterapia e com pacientes e terapeutas em sessões
de Musicoterapia e em sessões de Terapia Ocupacional.
5.3.1 Primeira Versão
A primeira versão do GenVirtual consiste num jogo de memória musical baseado em
sons e cores inspirado no jogo Genius fabricado pela empresa Estrela (ESTRELA,
2011), porisso foi denominado inicialmente de “Genius Musical Virtual” e depois de
GenVirtual. O jogo é composto por cartões musicais que ao serem adicionados no
mundo real do usuário geram cubos virtuais coloridos que simulam as notas musicais
(C-Dó, D-Ré, E-Mi, F-Fá, G-Sol, A-Lá e B-Si) na escala de Dó Maior. A sequência
sonora do jogo pode ser criada randomicamente (o sistema sorteia as notas musicais
aleatoriamente) ou a partir da leitura de um arquivo texto contendo a sequência das
notas musicais que compõem uma melodia conhecida pelo usuário.
A Tabela 5.1 mostra as principais diferenças entre o jogo Genius da Estrela e o jogo de
memória musical do GenVirtual.
117
Tabela 5.1. Genius Estrela x Jogo de Memória Musical do GenVirtual
GENIUS DA ESTRELA JOGO DE MEMÓRIA MUSICAL DO
GENVIRTUAL
Possui 4 botões coloridos. Possibilidade de adicionar ou remover
elementos virtuais (botões).
Botões em posições fixas em formato de disco
voador.
Possibilidade de utilizar os marcadores em
diferentes tamanhos e em diferentes
posicionamentos.
Sons eletrônicos. Sons de notas musicais (Dó, Ré, Mi, Fá, Sol,
Lá e Si).
Sons invariantes. Possibilidade de alterar o timbre dos sons
(piano e flauta).
Sequência sonora randômica. Possibilidade de criar sequência sonora ou
musical.
Os cartões musicais do jogo são definidos como “peças”. Com estas peças, pode-se
aumentar ou diminuir o processamento de estímulos vindos da interface do jogo.
Antes de iniciar o jogo de memória musical do GenVirtual, é preciso configurar o modo
de criação da sequência musical. Esta sequência pode ser criada de duas formas:
• Aleatória: Caso a opção escolhida seja a Aleatória, então o sistema solicita
ao usuário que indique a quantidade de notas musicais, ou seja, a quantidade
de peças que deseja utilizar no jogo e o tamanho da sequência. A partir desta
informação, o sistema sorteia as notas musicais, indica ao usuário quais foram
as notas musicais sorteadas, gera a sequência musical do jogo e aguarda pelo
início do jogo pelo usuário.
118
• Sequencial: Caso a opção escolhida seja a Sequencial, então o sistema
solicita ao usuário que selecione uma melodia (arquivo de texto) que estiver
disponível no banco de dados do sistema. A partir desta informação, o sistema
faz a leitura do arquivo para verificar as notas musicais existentes e gerar a
sequência musical. Em seguida, o sistema indica ao usuário quais notas
musicais (peças) serão utilizadas no jogo e aguarda pelo início do jogo pelo
usuário.
A Figura 5.3 mostra as duas opções de criação da sequência musical do jogo de
memória musical do GenVirtual.
Figura 5.3 – Modos de criação da sequência musical do jogo de memória musical do GenVirtual
119
Os arquivos de texto, que contém as informações referentes à sequência musical do
GenVirtual, são formados por dados textuais correspondentes às notas musicais e seus
parâmetros elementares dentro de um arquivo MIDI. Ao abrir um arquivo de texto, o
sistema busca identificar e quantificar corretamente as notas musicais existentes. Nesta
versão do sistema, os arquivos são criados manualmente pelo usuário. As notas
musicais lidas no arquivo de texto são convertidas em números inteiros (frequência da
nota) e armazenadas numa lista. Os números correspondem às notas musicais do
protocolo MIDI. Uma rotina devolve como resposta uma única lista contendo as
informações contidas no arquivo de texto, sendo a primeira informação, a quantidade
de notas musicais da sequência, o timbre musical e a sequência das notas. O tamanho
da sequência musical é determinada pelo usuário na primeira linha do código. O
algoritmo armazena na lista apenas as primeiras notas musicais que couberem no
tamanho da sequência indicada. A Figura 5.4 mostra um exemplo de um arquivo de
texto de uma das melodias disponíveis no GenVirtual.
Figura 5.4 - Exemplo de um código do arquivo de texto do jogo de memória musical do GenVirtual
A notação textual adotada, neste trabalho, evita uma perda de tempo na implementação
de algoritmos de leitura de arquivos MIDI e sua conversão para texto. Existem na
literatura softwares capazes de ler e traduzir informações dos arquivos MIDI em textos
(MACHADO, 2001). Entretanto, seria necessário criar uma rotina capaz de interpretar
as informações contidas nestes arquivos como cabeçalhos e parâmetros básicos do
protocolo.
# Nona Sinfonia de Bethoven # tamanho da sequência musical 15 # timbre piano #sequência musical mi mi fa sol sol fa mi re do do re mi mi re re mi mi fa sol sol fa mi re do do re mi re do do re mi do re mi fa mi do re
120
O fluxograma da Figura 5.5 mostra o funcionamento lógico do jogo. Inicialmente, o
sistema dispara uma animação no elemento virtual 3D, referente ao primeiro elemento
da sequência musical. O elemento virtual emite seu som correspondente e fica a espera
da interação do usuário. Quando o usuário obstrui um cartão, o sistema executa o som
correspondente e verifica se o cartão obstruído corresponde ao primeiro elemento da
sequência musical. Caso negativo, o sistema emite uma mensagem de erro e o jogo é
finalizado. Caso positivo, o sistema atualiza a pontuação do jogo e verifica se a
sequência musical chegou ao final. Se sim, então o sistema finaliza o Jogo e informa
que o usuário venceu. Se não, o sistema incrementa a sequência musical e inicia o
novo ciclo, aumentando assim, o desafio de memória e retenção de informação do jogo.
Figura 5.5 - Fluxograma do jogo musical
121
Nesta versão preliminar do GenVirtual, os cartões foram criados com os símbolos
padrões da biblioteca ARToolkit (Figura 5.6). Dessa forma, foi necessário imprimi-los
em papéis coloridos (nas cores correspondentes aos elementos virtuais 3D) para ajudar
o usuário a memorizar a sequência das cores e para facilitar o terapeuta no
planejamento das tarefas.
Figura 5.6 - Cartões de notas musicais da primeira versão do GenVirtual
A Figura 5.7 mostra a interface da primeira versão do jogo de memória musical do
GenVirtual e a interação com o mesmo. Durante os testes funcionais, foi observado que
o jogo apresenta um melhor desempenho, quando os marcadores eram distribuídos
numa mesa de cor clara para contrastar com as bordas dos marcadores.
Figura 5.7 - Primeira versão do jogo de memória musical do GenVirtual
122
5.3.2 Segunda Versão
A segunda versão do GenVirtual passou a incorporar dois modos:
• jogo da memória musical: acionado pela tecla “J” do teclado;
• compositor de melodias: acionado pela tecla “M” do teclado.
O modo jogo da memória musical corresponde à descrição apresentada na primeira
versão do GenVirtual. Já, o modo compositor foi concebido para possibilitar a criação e
reprodução de melodias por meio da interação com os cubos virtuais. Foram criados
novos símbolos para os cartões das notas musicais. Os correspondem às notas (Dó,
Ré, Mi, Fá, Sol, Lá e Si) e foram cadastrados com a biblioteca ARToolkit (Figura 5.8).
Os cartões eram impressos empapeis coloridos, nas mesmas cores dos cubos virtuais
do GenVirtual. Durante os testes funcionais, dependendo da iluminação do ambiente, o
sistema apresentava problemas na identificação dos símbolos dos cartões. Foi
necessário criar novos símbolos, testá-los e adequá-los nos dois modos do sistema:
jogo da memória musical e compositor de melodias. Os novos cartões são
apresentados na próxima sessão.
Figura 5.8 - Cartões de notas musicais da segunda versão do GenVirtual
Foram adicionados dois cartões de instrumento musical (piano e flauta) para possibilitar
ao usuário trocar o timbre das notas musicais. Isto ocorre colocando-se o cartão com o
123
desenho da flauta no campo de visão da webcam. A Figura 5.9 mostra os cartões de
instrumentos musicais da segunda versão do GenVirtual.
Figura 5.9 - Cartões de instrumentos musicais da segunda versão do GenVirtual
A Figura 5.10 mostra o fluxograma de funcionamento do modo compositor. Inicialmente,
o sistema fica permanentemente aguardando pela interação do usuário até que detecte
a obstrução de algum dos cartões musicais. Caso seja detectada uma obstrução, o
sistema verifica qual o cartão musical foi obstruído. Caso seja uma nota musical
(identificado num vetor que armazena o índice das notas musicais), o sistema executa o
som da nota musical correspondente. Caso seja um instrumento musical (identificado
num vetor que armazena o índice dos instrumentos musicais), o sistema altera o timbre
das notas musicais para o timbre do instrumento musical detectado.
Figura 5.10 - Fluxograma de funcionamento do modo compositor de melodias do GenVirtual
124
A Figura 5.11 mostra imagens dos testes funcionais do modo compositor do GenVirtual.
Foi utilizado um monitor de vídeo conectado à saída de vídeo de um notebook (utilizado
para implementar o sistema) para simplificar a interface com o usuário, eliminando a
presença do teclado e do mouse na frente do usuário.
Figura 5.11 - Testes funcionais com a segunda versão do GenVirtual.
5.3.3 Terceira Versão
A terceira versão do protótipo é uma versão melhorada do modo jogo da memória
musical e do modo compositor acrescido do jogo de tempo coincidente musical.
a) Jogo da Memória Musical
O jogo da memória musical foi ajustado para prover a utilização dos mesmos
cartões musicais do modo compositor de melodias. Na tela inicial do jogo, foram
adicionadas informações sobre o número total de peças, total de rodadas
(tamanho da sequência musical) e pontuação (informando o número de acertos e
erros). A Figura 5.12 mostra a tela inicial do jogo de memória musical do
GenVirtual.
125
Figura 5.12 - Tela principal do jogo de memória musical da terceira versão do GenVirtual.
Foram feitos ajustes para melhorar a animação dos cubos virtuais. Os cubos giram à
medida que as notas musicais vão sendo executadas pela sequência musical do jogo.
A cada acerto, o sistema incrementa uma nota musical na sequência e o usuário
recomeça a rodada. Caso contrário, o sistema emite uma mensagem de erro para o
usuário. A Figura 5.13 mostra a animação dos cubos e o usuário tocando a nota
musical em sequência.
Figura 5.13 - Animação do jogo da memória musical do GenVirtual e interação do usuário
126
Caso o usuário erre a nota da sequência, então uma mensagem de erro é enviada ao
usuário e o jogo recomeça. A Figura 5.14 mostra a imagem da tela de mensagem de
erro do jogo da memória musical.
.
Figura 5.14 - Mensagem de erro do jogo da memória musical do GenVirtual
b) Modo Compositor
Foi ajustado para comportar o seguinte conjunto de cartões musicais:
• notas Musicais (Dó, Ré, Mi, Fá, Sol, Lá e Si);
• instrumentos musicais de corda (piano, violino e guitarra);
• instrumento musical de sopro (flauta doce);
• instrumentos musicais de percussão (prato, caixa, surdo, pandeiro, cuíca,
repique, triângulo e chocalho);
• recursos auxiliares (cronômetro, microfone e clave de sol).
127
Um dos requisitos coletados nos testes, com a primeira versão do Genvirtual, foi de
utilizar símbolos musicais nos marcadores com vista a facilitar o planejamento das
atividades pelos terapeutas. Portanto, foi necessário personalizar os cartões do
GenVirtual. Foram criados novos cartões cujos símbolos eram formados pela notação
musical (C, D, E, F, G, A B). Entretanto, símbolos semelhantes como as letras E e F, ou
C e G por exemplo, eram constantemente confundidos pelo sistema fazendo com que
os sons das notas musicas ficassem mudando sem a interferência do usuário. Vários
testes foram feitos até encontrar a melhor alternativa ilustrada na Figura 5.9. Foram
acrescidas as sílabas correspondentes às notas musicais (C-Dó, D-Ré, E-Mi, F-Fá, G-
Sol, A-La e B-Si) em posições diferentes para evitar esta confusão entre os símbolos. A
Figura 5.15 mostra os cartões de notas musicais do GenVirtual.
Figura 5.15 - Cartões de Notas Musicais
128
Foram criados desenhos de instrumentos musicais de corda e sopro para personalizar
os cartões de instrumentos musicais do GenVirtual (Figura 5.16). Estes cartões são
utilizados para trocar o timbre das notas musicais.
Figura 5.16 - Cartões de instrumentos musicais de corda e sopro do GenVirtual
A Figura 5.17 mostra imagens dos oito cartões musicais de percussão criados para o
GenVirtual. Estes cartões emitem os sons dos seus instrumentos correspondentes.
Figura 5.17 - Cartões de instrumentos musicais de percussão do GenVirtual
129
Foram também confeccionados três cartões auxiliares (cronômetro, microfone e clave
de sol). A Figura 5.18 mostra os desenhos dos cartões auxiliares do GenVirtual.
Figura 5.18 - Cartões auxiliares
O cronômetro é utilizado para marcar o tempo das tarefas e foi um requisito solicitado
pelos terapeutas durante testes com um paciente. Este requisito foi elencado, pois,
nesta versão o sistema foi modificado para rodar em tela cheia. Dessa forma, não havia
mais acesso ao relógio disponível no sistema operacional do computador.
Para acionar o cronômetro, é necessário colocar no campo de visão da webcam o
cartão com o símbolo do cronômetro, podendo retirá-lo após o início da contagem, se o
usuário assim desejar. Para pausar o cronômetro, basta apontar mais uma vez o
cronômetro para a webcam, ou obstruí-lo, caso este não tenha sido retirado do campo
de visão da webcam.
O microfone é um recurso que permite gravar as composições dos usuários. Assim
como ocorre com o cronômetro, a gravação inicia apontando-se para a webcam o
cartão com o símbolo de um microfone, podendo retirá-lo após o início da gravação, se
o usuário assim desejar. Para finalizar a gravação, basta apontar mais uma vez o
cronômetro para a webcam, ou obstruí-lo, caso este não tenha sido retirado do campo
de visão da webcam.
A clave de sol é um recurso que permite ouvir a melodia gravada. Basta apontar o
cartão da clave de sol no campo de visão da webcam que o sistema inicia o processo
de reprodução do último áudio gravado. É possível ouvir a melodia gravada em outros
timbres. Para isso, basta trocar o cartão do instrumento musical desejado antes de
reproduzir o áudio.
130
O GenVirtual também possui um recurso para auxiliar nas atividades de recriação
musical. Foram criadas partituras compostas por melodias que podem ser lidas por
meio de bolinhas coloridas. As cores das notas musicais da partitura correspondem às
mesmas cores das notas musicais do GenVirtual. A Figura 5.19 mostra uma das
partituras musicais disponível no GenVirtual retirada do livro “Canções no Piano”
baseado na obra Winnie the Pooh da Companhia Disney Enterprises..
Figura 5.19 - Partitura musical do GenVirtual
As partituras podem ser acionadas por meio da tecla “P” do teclado e apenas no modo
compositor. À medida que o usuário pressiona esta tecla, o sistema vai alternando as
melodias do pentagrama (Figura 5.20). Para desativar o pentagrama, usa-se a tecla
SHIFT+P.
Figura 5.20 - Partituras na tela do GenVirtual
131
O algoritmo do modo compositor precisou de ajustes para possibilitar a utilização destes
novos recursos. A cada repetição do ciclo de renderização, o sistema gera uma lista
com o estado dos cartões musicais, que pode variar entre visível ou obstruído. Foi
criado um método que verifica nesta lista quais marcadores estão obstruídos e, em
seguida, envia essa informação a outro método que extrai destes cartões as instruções
para execução das seguintes operações:
• Executar Nota Musical: Caso o símbolo do cartão seja uma nota musical,
então o sistema envia uma mensagem MIDI para o sintetizador MIDI do
Windows contendo informações, tais como, a frequência da nota musical e
duração.
• Executar Timbre do Instrumento Musical: Caso o símbolo do cartão
seja um instrumento musical, então o sistema envia uma mensagem MIDI
para o sintetizador MIDI do Windows contendo a informação referente ao
índice do timbre correspondente. Caso seja um instrumento de percussão,
então o método executa um arquivo WAV, pois durantes os testes
funcionais, foi observado que os sons gerados pelo protocolo MIDI dos
instrumentos de percussão apresentavam volume muito baixo.
• Executar Cronômetro: O sistema ativa o cronômetro, caso seja a
primeira vez que o cartão ficou visível; congela o cronômetro, caso seja a
segunda vez que o cartão ficou visível; zera o cronômetro caso, seja a
terceira vez que o cartão ficou visível.
• Executar Gravação: O sistema ativa a gravação de áudio caso o cartão
correspondente estiver visível. Um vetor armazena apenas as informações
das notas musicais que são executadas pelo usuário. Dessa forma, é
possível reproduzir a gravação com vários timbres diferentes através da
troca do cartão de instrumentos musicais.
132
• Executar Reprodução: O sistema envia, por meio de mensagens MIDI,
as informações do vetor que contém a gravação para ser executado pelo
sintetizador MIDI do Windows.
A Figura 5.21 mostra o novo fluxograma do modo compositor.
Figura 5.21 - Novo fluxograma do modo compositor de melodias do GenVirtual
A Figura 5.22 mostra imagens dos testes funcionais do modo compositor do GenVirtual
sendo realizados num notebook. Como pode ser observado, o GenVirtual pode ser
utilizado com a palma das mão abertas, com os dedos ou com as mãos em forma de
punho.
133
Figura 5.22 - Testes funcionais com a terceira versão do modo compositor de melodias do GenVirtual
Outros ajustes foram feitos como, por exemplo, trocar imagens dos instrumentos
musicais (cubos pretos) pelo modelo 3D do respectivo instrumento. Os modelos 3D dos
instrumentos musicais foram criados no software 3D Studio Max16 e exportados no
formato Collada. A Figura 5.23 mostra uma imagem do instrumento violino.
Figura 5.23 - Sequência em que é incluído o modelo 3D do instrumento musical violino
16 Software para criação, modelagem e animação de modelos 3D.
134
c) Tempo Coincidente
O jogo de tempo coincidente do GenVirtual foi inspirado no jogo Guitar Hero17.
Neste jogo, pequenas esferas surgem da parte superior da tela do computador e
deslizam até a parte inferior em direção aos seus respectivos alvos. As esferas
correspondem às notas musicais e deslizam na tela num determinado ritmo
musical (melodia de acompanhamento) atingindo seu alvo exatamente no
momento em que as notas musicais correspondentes devem ser executadas na
melodia. As esferas possuem a mesma cor de seus respectivos alvos e
representam a antecipação sonora das notas musicais a serem executadas na
melodia. O objetivo do jogo é obstruir o máximo de alvos possíveis no exato
momento em que as esferas correspondentes coincidirem com estes. A Figura
Figura 5.24 mostra imagens do jogo de tempo coincidente do GenVirtual.
Figura 5.24 - Jogo tempo coincidente do GenVirtual
Neste jogo, o usuário pode escolher a quantidade de alvos que desejar. Os alvos
correspondem às notas musicais e, portanto, somam-se no total, sete alvos respectivos
às notas Dó, Ré, Mi, Fá, Sol, Lá e Si. Caso o usuário consiga obstruir um alvo no
momento certo, então a nota musical, respectiva a este alvo, é executada com uma
intensidade maior do que as demais notas musicais da melodia, sobressaltando-se com
um som mais forte. Caso contrário, um som que indica que o usuário errou.
17 Desenvolvido pela companhia Harmonix Music Systems (desenvolvedora de videogames) e publicado
pela RedOctane (companhia de entretenimento eletrônico) para o console Playstation 2.
135
O mecanismo de pontuação do jogo ativa uma barra de energia na tela do computador.
A barra é composta de 10 blocos que correspondem ao total de energia e que são
empilhados na barra. Os blocos possuem dois estados (preenchido e parcialmente
preenchido). Um bloco preenchido equivale a 100 pontos e um bloco parcialmente
preenchido equivale a 50 pontos. No início do jogo, a barra de energia aparece com
100% de energia (1.000 pontos) e o bloco no topo da pilha aparece no estado
“preenchido”. A cada erro cometido pelo usuário, o sistema subtrai 50 pontos e o bloco
do topo da pilha passa para o estado de “parcialmente preenchido”. Caso o usuário erre
novamente, este bloco é eliminado da pilha e o um novo bloco passa a ser o topo da
pilha no estado “preenchido”. Do mesmo modo, a cada acerto, o sistema soma 50
pontos. Caso o último bloco da pilha esteja no estado “preenchido” e, caso ainda haja
espaço para empilhar blocos na pilha, então um novo bloco “parcialmente preenchido” é
empilhado. Caso contrário, e, se ainda houver espaço na pilha, um novo bloco
”preenchido” é empilhado. O jogo termina quando o usuário consome todos os pontos
da barra de energia sem completar o jogo (usuário perde o jogo) ou quando consegue
completar o jogo, sem esgotar a barra de energia (usuário ganha o jogo).
Esferas brancas servem de prêmios e podem cair a qualquer momento e em qualquer
um dos alvos. Caso o usuário os acerte, então a pontuação é dobrada de acordo com o
seguinte critério: se o último bloco da pilha estiver parcialmente cheio (50 pontos),
então o sistema soma mais 100 pontos; se o último bloco da pilha estiver totalmente
cheio (100 pontos), então o sistema soma mais 200 pontos. O sistema não armazena
mais que 1.000 pontos e, caso o usuário esteja com 9 blocos empilhados (900 pontos)
e ganhe mais dois blocos (acertando o alvo com a esfera branca, por exemplo), então o
sistema soma apenas os 100 pontos restantes para completar 100% de energia.
O grau de dificuldade do jogo aumenta na medida em que a velocidade e a frequência
das esferas aumentam acompanhando o ritmo da melodia. O usuário pode optar pela
sequência de melodias sugeridas pelo sistema (dos ritmos mais suaves e, portanto
mais fáceis aos ritmos mais frenéticos e, portanto mais difíceis) ou selecionar a melodia
que comandará o ritmo do jogo.
136
A Figura 5.25 mostra o fluxograma de funcionamento do jogo de tempo coincidente do
GenVirtual.
Figura 5.25 - Fluxograma do jogo Tempo Coincidente do GenVirtual
Para que o ciclo de desenvolvimento do GenVirtual pudesse ser finalizado, foi
necessário realizar avaliações de usabilidade junto ao público alvo. Segundo Nielsen
137
(2003), o nível de usabilidade de um software é analisado ao se considerar a satisfação
do usuário, em uma abordagem que valorize a experiência de uso do mesmo.
Softwares desenvolvidos sem o atendimento aos requisitos de usabilidade levam a um
desempenho deficiente e a uma redução da qualidade do aplicativo junto aos usuários.
Os testes e avaliações das versões do GenVirtual são apresentadas no próximo
Capítulo.
5.4 Considerações
Este capítulo apresentou detalhes da implementação do sistema GenVirtual. O sistema
foi desenvolvido em etapas conforme os requisitos iam sendo elencados a partir dos
testes funcionais de uso da ferramenta.
Foram destacadas as decisões e as dificuldades técnicas, inerentes a este tipo de
aplicação, como por exemplo: o baixo desempenho computacional da versão preliminar
implementada na linguagem Java, o alto custo de processamento quando se utiliza
vários cartões marcadores simultaneamente, a necessidade de criar símbolos bem
diversificados para não comprometer o processo de reconhecimento das imagens, entre
outros. Os problemas encontrados foram superados conforme descrito neste capítulo.
138
6 TESTES E AVALIAÇÕES DO GENVIRTUAL
Este Capítulo descreve os testes e avaliações do GenVirtual que foram realizadas em
três etapas. Para cada etapa são apresentados a metodologia, os resultados e as
publicações. Além dos testes e avaliações do GenVirtual, descritas nesta seção, outros
testes e avaliações qualitativos foram realizados durante a I e a II Feira Muito Especial
de Tecnologia Assistiva realizadas em Agosto de 2009 no Rio de Janeiro (RJ) e em
Outubro de 2009 em Olinda (PE) respectivamente (APÊNDICE C).
6.1 Primeira Etapa – Avaliação de Aplicabilidade co m um Especialista em Musicoterapia
Nesta etapa, a primeira versão do GenVirtual foi testada por uma musicoterapeuta para
avaliação de aplicabilidade. O objetivo foi verificar a aplicabilidade do jogo da memória
musical como recurso de apoio à reabilitação em Musicoterapia e levantar possíveis
requisitos para a implementação de nova versão.
6.1.1 Metodologia
A avaliação foi realizada no setor de Musicoterapia da AACD.
Participou desta avaliação, uma musicoterapeuta da AACD, formada em Música pela
Faculdade Carlos Gomes (FCG), especialista em Musicoterapia pela Faculdade
Paulista de Artes (FPA) e especialista em medicina comportamental pela Universidade
Federal de São Paulo (UNIFESP). A musicoterapeuta atua na área clínica de
Musicoterapia desde 1985 e ingressou na AACD em 1995, onde foi responsável pela
supervisão do setor até Maio de 2011.
139
Os materiais utilizados foram: a primeira versão do GenVirtual (seção 5.2.1) instalada
num notebook (Pentium 4 Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM), um monitor de
vídeo de 15’’ e uma webcam (Logitech Webcam Pro 9000).
Inicialmente, foi necessário organizar o espaço onde ocorreu o teste. O monitor de
vídeo foi colocado sobre uma mesa e conectado na saída de vídeo do notebook onde
estava instalado o GenVirtual. A webcam foi encaixada num suporte acima da região
em que foram posicionados os cartões musicais sobre a mesa de modo a fornecer a
distância mínima para comportar os cartões musicais posicionados linearmente. Em
sequência, foram feitas algumas demonstrações de uso do GenVirtual e foi solicitado
que a musicoterapeuta interagisse com o mesmo. O teste com o GenVirtual durou
aproximadamente 90 minutos, iniciando a partir da montagem do equipamento na sala
de musicoterapia até o final das discussões com a musicoterapeuta e foi registrado por
meio de vídeos e anotações. A avaliação foi realizada com base num estudo
etnográfico18 por meio de gravações em vídeo e anotações e os principais resultados
são descritos a seguir.
6.1.2 Resultados
Após a análise dos apontamentos e vídeos gravados durante o teste com a
musicoterapeuta, foi possível identificar as possibilidades de uso da ferramenta em
sessões de Musicoterapia que, de acordo com a musicoterapeuta, podem potencializar
o tratamento convencional em dois aspectos:
18 Os estudos etnográficos são realizados quando há um número reduzido de participantes sob análise.
Baseiam-se em quatro tipos de métodos de análise de dados: a observação do participante, a entrevista etnográfica, a análise de artefatos e a introspecção (reflexão) do investigador (ATKINSON; HAMMERSLEY, 1994).
140
• Estimulação cognitiva: O jogo pode ser utilizado para estimular a atenção,
concentração e memorização de cores e sons emitidos a partir dos elementos
virtuais 3D.
• Estimulação Física ou Motora: O jogo pode ser utilizado para estimular
ações motoras com base no planejamento dos cartões musicais no espaço da
terapia.
A musicoterapeuta destacou uma característica a mais que as encontradas no jogo
Genius do fabricante Estrela: “proporciona o aprendizado motor, que ocorre de acordo
com o planejamento da ação motora feito previamente pelo terapeuta. O planejamento
pode variar em cada intervenção de acordo com as limitações físicas do paciente”.
A Figura 6.1, mostra a musicoterapeuta testando a primeira versão do jogo da memória
musical do GenVirtual.
Figura 6.1 - Musicoterapeuta testando a primeira versão do jogo de memória musical do GenVirtual
A musicoterapeuta sugeriu outra forma de utilização do GenVirtual, não apenas como
um jogo da memória, mas também como ferramenta de composição musical:
“poderíamos, por exemplo, utilizar livros de iniciação musical, que
trazem as notas musicais das melodias escritas no pentagrama
no sistema de cores. Cada cartão musical do GenVirtual poderia
corresponder à uma nota musical do pentagrama. Logo,
poderíamos utilizar os cubos virtuais coloridos como instrumentos
de iniciação musical”.
141
Para entender melhor este processo, a musicoterapeuta mostrou uma adaptação
manual, feita por ela, no piano da sala de Musicoterapia: foram colados adesivos
coloridos nas teclas do piano para facilitar a memorização dos sons (Figura 6.2).
Figura 6.2 - Adaptação de cores nas teclas do piano da sala de Musicoterapia da AACD
Este apontamento inspirou o desenvolvimento do modo compositor de melodias. A
Figura 6.3 mostra o momento em que a musicoterapeuta sugere como o GenVirtual
poderia ser utilizado para iniciação musical em suas intervenções. Surgiu a idéia de que
as cores dos cubos coloridos poderiam ser configurados para corresponder às cores
utilizadas para representar notas musicais nos livros de iniciação musical
Figura 6.3 - Musicoterapeuta indicando atividades de composição musical com o GenVirtual
142
A musicoterapeuta sugeriu incluir os sons dos instrumentos de percussão para facilitar
a interação de pacientes com distrofia muscular que não possuem força muscular
suficiente para interagir com este tipo de instrumento. Esta sugestão parecia viável uma
vez que a interação com o GenVirtual é feita por meio de processamento de imagens, e
não seria necessário aplicar força nos dedos ou mãos para percutir os sons dos
instrumentos musicais.
A partir da observação do vídeo com as discussões e comentários feitos pela
musicoterapeuta, das anotações realizadas durante o teste com o GenVirtual, e dos
estudos sobre Musicoterapia, sintetizados no Capítulo 2, foi possível elencar seis
possíveis atividades que podem ser realizadas com o apoio do GenVirtual. A Tabela 6.1
mostra uma síntese dos resultados da análise feita nesta avaliação.
Tabela 6.1. Resultados da análise da primeira avaliação de uso do GenVirtual
ATIVIDADE DESCRIÇÂO
Percepção
visual
Possibilita a interação com os sons representados por cores e formas (cubos
coloridos) e imagens de instrumentos musicais em 3D.
Percepção
auditiva
Possibilita a interação com a escuta sonora das notas musicais e diferentes
timbres por meio da execução reprodução de diversas melodias.
Reprodução
musical
Possibilita trabalhar com a reprodução de melodias conhecidas pelo paciente.
A reprodução pode ocorrer de duas formas: a) reproduzindo melodias
conhecidas e memorizadas pelo paciente; b) reproduzindo melodias escritas
em pentagramas que trazem a representação das notas em forma de cores.
Composição
musical
Possibilita a autoria onde o paciente ou o terapeuta podem criar melodias.
Estas melodias podem ser gravadas por um recurso de gravação sonora
disponível no software.
Imitação
musical
Possibilita desenvolver o eco-ritmo. O paciente imita uma determinada
sequência musical executada pelo terapeuta e vice-versa.
Planejamento
motor e cognitivo
Possibilita desenvolver modelos individualizados de exercícios físicos e
motores por meio da disponibilização dos cartões marcadores sobre a mesa.
A adição e subtração dos cartões na mesa podem aumentar ou diminuir a
complexidade das tarefas, com novos desafios musicais.
143
Esta avaliação permitiu confirmar a aplicabilidade do GenVirtual para uso em sessões
de musicoterapia. Um dos requisitos levantados, a partir da análise aqui descrita, foi a
necessidade de incluir um modo de composição musical. De acordo com a
musicoterapeuta, um compositor de melodias com as características de interação
fornecidas pelo GenVirtual é essencial para a utilização da ferramenta com seus
pacientes. O desenvolvimento desta funcionalidade resultou na segunda versão do
sistema que foi avaliada na segunda etapa, apresentada na seção seguinte.
6.1.3 Publicações
Esta etapa resultou em quatro importantes publicações: dois artigos completos em
anais de congressos (CORRÊA et al., 2007a), (CORRÊA et al., 2007b); um artigo
completo em revista nacional (CORRÊA et al., 2008a) e um capítulo de livro (CORRÊA
et al., 2007c). Cabe destacar que o artigo (CORRÊA et al., 2007a) foi agraciado com o
prêmio de melhor artigo científico do Simpósio Brasileiro de Informática em Educação
(SBIE) em 2007.
6.2 Segunda Etapa
Nesta etapa, a segunda versão do GenVirtual foi testada e avaliada em duas sessões
terapêuticas diferentes: Musicoterapia (num centro de reabilitação) e Terapia
Ocupacional (num ambiente domiciliar). A metodologia e os resultados destas duas
avaliações, bem como os trabalhos publicados são descritos a seguir.
144
6.2.1 Avaliação de Uso em Sessão de Musicoterapia
O objetivo desta avaliação foi verificar a aceitabilidade do uso do GenVirtual por um
paciente e se a ferramenta apresentava potencial para uso em sessões de
Musicoterapia.
6.2.1.1 Metodologia
A avaliação foi realizada no setor de Musicoterapia da AACD.
Participaram desta avaliação, um paciente com Paralisia Cerebral (PC) e a
musicoterapeuta que participou da avaliação do GenVirtual na etapa anterior. O
diagnóstico clínico deste paciente era o seguinte:
• Idade: Cinco anos.
• Número do prontuário da AACD: 92011.
• Disfunção motora: Diparesia espástica (dificuldades em modular a força
motora, impedindo a atividade eficaz dos membros). A diparesia quanto a
topografia da lesão19, afeta mais os MMII.
• Quadro clínico: Conforme relatório médico de 24/06/2010, a criança estava
frequentando a escola normal, mas apresentando dificuldades de
aprendizado. Apresentava fala disártrica, semi-independente para as
atividades da vida diária (como: tomar banho, ir ao banheiro, vestir-se, entre
outros), movimentos involuntários dos MMSS e iniciando treino com andador
de marcha.
19 Segundo Leite e Prado (2004), a PC pode ser classificada por dois critérios: pelo tipo de disfunção
motora presente e/ou topografia da lesão. A disfunção motora inclui: os tipos extrapiramidal ou discinético (atetóide, coréico e distônico), atáxico, misto e espástico. A topografia da lesão inclui tetraplegia ou quadriplegia, monoplegia, paraplegia ou diplegia e hemiplegia. O quadro clínico pode acusar ainda deficiência mental, epilepsia, distúrbios visuais e auditivos, distúrbios de comportamento, de linguagem e/ou ortopédicos
145
Os materiais utilizados foram: a segunda versão do GenVirtual (seção 5.2.2) instalada
num Notebook (Pentium 4 Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM), um monitor de
vídeo de 15’’ e uma webcam (Logitech Webcam Pro 9000).
A metodologia de avaliação foi realizada com base num estudo etnográfico por meio de
gravações em vídeo e anotações. Buscou-se avaliar algumas das metas decorrentes da
experiência do usuário20 (PREECE et al., 2005): se o GenVirtual é agradável, divertido
e esteticamente apreciável. A cuidadora do paciente foi informada sobre os objetivos e
os procedimentos da pesquisa e foi solicitado a ela que assinasse o Termo de
Consentimento Livre e Esclarecido para que o teste pudesse ser registrado através de
gravações em vídeo. O equipamento foi montado, na sala de musicoterapia, no mesmo
espaço onde ocorreu o teste da etapa anterior. Inicialmente, a musicoterapeuta fez um
planejamento sequencial e linear com os cartões musicais sobre a mesa. Em seguida,
sentou-se ao lado do paciente e mostrou a ele um movimento para estimular os MMSS:
impulsionou um de seus braços para frente e para trás de forma a alcançar e obstruir os
cartões musicais em foco. Em seguida, ajudou o paciente a realizar os mesmos
exercícios, segurando em seu braço esquerdo e solicitou que ele o fizesse sozinho. Os
exercícios foram feitos divididos em três estágios: 10 minutos com o braço esquerdo,
depois mais 10 minutos com o braço direito e depois mais 10 minutos com ambos os
braços, um de cada vez, alternando-os a cada término de uma sequência linear. Um
observador anotou os comentários feitos pelos participantes no decorrer deste teste. Os
principais resultados são descritos a seguir.
6.2.1.2 Resultados
A Figura 6.4 mostra o paciente utilizando o modo compositor do GenVirtual. As imagens
mostram o primeiro estágio dos exercícios feitos com o MMSS esquerdo. A
20 Enquanto as metas de Usabilidade são descritas de forma mais objetivamente mensurável, as metas da Experiência de Usuário são mais subjetivas, verificadas principalmente através da observação de uso e opinião dos usuários (PREECE et al., 2005).
146
musicoterapeuta cronometrou o tempo dos exercícios utilizando seu relógio de pulso e
sugeriu que o sistema pudesse cronometrar e controlar o tempo das tarefas.
Figura 6.4 - Paciente testando a segunda versão do GenVirtual em sessão de Musicoterapia
No segundo estágio dos exercícios, realizados com MMSS direito, foi observado que ao
tentar obstruir os cartões marcadores, o paciente os empurrava para fora do campo de
visão da webcam. Isto aconteceu por dois motivos: a) os cartões foram impressos em
papelão o que os deixou muito leves; b) o MMSS direito era o mais negligenciado nas
atividades-de-vida-diária deste paciente por consequências da paralisia cerebral. Como
pode ser observado na Figura 6.5a, o paciente não apresentava coordenação motora
suficiente para controlar os movimentos feitos pela mão direita. Foi necessário
interromper o exercício para fixar os cartões na mesa com um adesivo (Figura 6.5b).
Figura 6.5 - (a) Exercícios com a mão direita; (b) Cartões marcadores sendo fixados na mesa
147
A cuidadora deste paciente acompanhou todo o teste e, observando suas dificuldades
para realizar os exercícios com o MMSS direito, solicitou à musicoterapeuta permissão
para ajudá-lo com os movimentos da mão direita. A cuidadora e a musicoterapeuta
auxiliaram o paciente durante todos os exercícios do segundo e terceiro estágios e
sugeriram um recurso para gravar as sequências de sons executadas pelo paciente.
Após a análise dos vídeos e das anotações feitas pelo observador durante este teste,
foi possível identificar requisitos do sistema:
• incluir um recurso que possibilite cronometrar o tempo das tarefas;
• incluir um recurso para gravar as composições;
• incluir um recurso para ouvir as composições gravadas;
• colar os cartões marcadores em algum material antiderrapante.
No momento da montagem do equipamento na sala de Musicoterapia, o paciente
mostrou-se curioso e ansioso para utilizar a ferramenta. Os cartões marcadores foram o
maior alvo de interesse do paciente, o que possibilitou considerar a interface
esteticamente apreciável.
O paciente utilizou o sistema durante os trinta minutos propostos. Não houve
reclamações por parte do paciente ou do cuidador. Não houve desvio do foco de
atenção do paciente enquanto fazia os exercícios propostos. O paciente apresentava
uma expressão de satisfação e felicidade ao interagir com a ferramenta. Estas
observações possibilitaram considerar a interface divertida e agradável de utilizar.
6.2.2 Avaliação de Uso em Sessão de Terapia Ocupac ional
O objetivo desta avaliação foi verificar se o GenVirtual se apresentava como uma
ferramenta potencial para uso em ambiente domiciliar.
148
6.2.2.1 Metodologia
A avaliação foi realizada em domicílio por solicitação de uma família que entrou em
contato por e-mail com a autora, após ter visto uma reportagem sobre este projeto de
pesquisa.
Participaram desta avaliação: uma Terapeuta Ocupacional, uma criança com paralisia
cerebral (PC), com 5 anos de idade, e seus pais. Foi agendada uma visita no domicílio
da família no horário em que a Terapeuta Ocupacional do paciente atende em
domicílio, a fim de que a mesma estivesse presente para utilizar o GenVirtual em sua
intervenção.
Os materiais utilizados foram: a segunda versão do GenVirtual (seção 5.2.2) instalada
num notebook (Pentium 4 Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM) e uma webcam
(Logitech Webcam Pro 9000) equipada com um tripé.
A metodologia de avaliação foi realizada com base num estudo etnográfico por meio de
vídeos, anotações e questionários de satisfação da interação do usuário baseado no
método QUIS (Questionnaire for User Interaction Satisfaction) (FILARDI; TRAINA,
2008). Os pais e a terapeuta foram informados sobre os objetivos e os procedimentos
da pesquisa e foi solicitado a eles que assinassem o Termo de Consentimento Livre e
Esclarecido. O equipamento foi montado sobre uma mesa com cadeira localizada no
quarto do paciente. Foi feita uma demonstração de uso do GenVirtual para a terapeuta
e para os pais. Em seguida, a terapeuta sentou-se junto com o paciente e demonstrou o
GenVirtual. Após alguns minutos, a terapeuta mostrou ao paciente como interagir com a
ferramenta por meio de alguns movimentos com os MMSS. Em seguida, solicitou a ele
que reproduzisse os movimentos. Um observador anotou os comentários feitos pelo
participante no decorrer deste teste. Os principais resultados são descritos a seguir.
149
6.2.2.2 Resultados
A Figura 6.6 mostra a terapeuta ensinando o paciente a utilizar o GenVirtual. Este
paciente apresentava dificuldades para utilizar a mão direita devido às consequências
da PC e, portanto, queria utilizar somente sua mão esquerda, que era a menos
negligenciada. Quando era solicitado que utilizasse a mão direita (mão plégica), o
paciente tentava por poucos minutos, mas logo passava para a mão esquerda. Mesmo
com a orientação da terapeuta e dos pais, o paciente resistia em fazer os exercícios
com o braço plégico e demonstrou irritação no momento em que a terapeuta segurou
seu braço esquerdo para que não o utilizasse com o GenVirtual. Segundo a terapeuta,
este procedimento de imobilizar o braço não lesado é uma ação comum empregada em
seus métodos terapêuticos com o objetivo de estimular o uso do braço plégico. A
terapeuta tentou amarrar a mão esquerda do paciente com uma meia para que não
tentasse utilizá-la nos exercícios, mas o paciente descobriu que o GenVirtual executa
os sons dos instrumentos musicais apenas com a obstrução dos cartões e, que mesmo
com a meia amarrada nas mãos, conseguia interagir com o sistema. Interessante
ressaltar que mesmo com uma das mãos amarradas, o paciente continuou
demonstrando interesse pelo GenVirtual. A Figura 6.7 mostra o paciente com uma das
mãos amarradas com a meia.
Figura 6.6 - Testes da terceira versão do GenVirtual em domicílio
150
Figura 6.7 - Testes da terceira versão do GenVirtual em domicílio
No final deste teste, os pais e terapeutas responderam a um questionário de satisfação
(APÊNDICE D) que estava sendo elaborado para uso nas avaliações da terceira etapa.
Este teste ajudou a validar o questionário que precisou de ajustes para uso na terceira
etapa.
Os dados coletados mostraram que tanto a terapeuta quanto a família consideraram o
GenVirtual interessante, divertido e fácil de usar. As atividades terapêuticas realizadas
foram consideradas satisfatórias e as instruções para utilizar o GenVirtual, foram
consideradas de fácil assimilação. Foi possível concluir que o GenVirtual tem potencial
para estar a serviço das atividades terapêuticas utilizadas em domicílio.
Após a análise das imagens e das anotações feitas pelo observador durante este teste,
foi possível identificar outro requisito do sistema:
• incluir um recurso que estimule o paciente a utilizar ambas as mãos
simultaneamente.
A partir deste requisito, foi criado o jogo de tempo coincidente do GenVirtual e
elaboradas sugestões de situações em que é necessário utilizar ambas as mãos
simultaneamente para atingir o objetivo do jogo.
151
6.2.3 Publicações
Estes estudos resultaram em três publicações: dois artigos completos em anais de
congressos (CORRÊA et al., 2008b), (CORRÊA et al., 2009a) e um capítulo de livro
(CORRÊA et al., 2009b).
6.3 Terceira Etapa
Nesta etapa, a terceira versão do GenVirtual foi testada e avaliada em três pilotos: a)
por um grupo de musicoterapeutas com vistas a validar o conjunto de requisitos
relacionados ao “fazer musical” musicoterapêutico; b) por um grupo de pacientes com
déficits motores em sessões de Musicoterapia na AACD; c) por um grupo de pacientes
com distrofia muscular de Duchenne em sessões de Terapia Ocupacional na ABDIM. A
metodologia e os resultados destas avaliações, bem como os trabalhos publicados, são
descritos a seguir.
6.3.1 Avaliações dos Requisitos do “Fazer Musical” por Musicoterapeutas
O objetivo deste teste foi validar os requisitos referentes ao “fazer musical”
musicoterapêutico apresentados na Tabela 4.1 do Capítulo 4.
6.3.1.1 Metodologia
A avaliação foi realizada no setor de Musicoterapia da AACD durante um encontro de
musicoterapeutas.
152
Participou desta avaliação um grupo composto por 11 musicoterapeutas advindos de
diferentes estados brasileiros.
Os materiais utilizados foram: a terceira versão do GenVirtual (seção 5.2.2) instalada
num computador (Pentium II Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM), um monitor
de 15’’ e uma webcam (Logitech Webcam Pro 9000) equipada com um tripé.
A metodologia de avaliação foi realizada por meio de um questionário de avaliação dos
requisitos elaborado pela autora (APÊNDICE E). A musicoterapeuta, responsável pelo
setor, formou grupos compostos por três pessoas cada e realizou oficinas de uso do
GenVirtual. Inicialmente, o sistema foi apresentado aos participantes que, em seguida,
interagiram com o mesmo. Durante o experimento, a musicoterapeuta apontou
possíveis atividades de musicoterapia que poderiam ser apoiadas com uso do sistema
e solicitou que os musicoterapeutas testassem estas atividades. Ao final do
experimento foi solicitado, a cada um dos participantes, que preenchessem um
questionário. Os principais resultados são descritos a seguir.
6.3.1.2 Resultados
Após a análise dos dados coletados nos questionários, constatou-se que o GenVirtual
contempla todas as atividades musicais propostas na Tabela 4.1 do Capítulo 4:
• A recriação musical pode ser realizada por meio da interação com os cartões
musicais. Pode-se recriar composições escritas nas partituras do GenVirtual.
Pode-se transformar uma linha melódica ou parte dela alterando os
instrumentos musicais disponíveis no sistema.
• A composição musical pode ser realizada por meio da interação com os
cartões musicais. Pode-se criar composições livres ou parte de melodias
inéditas e gravá-las no sistema.
• A imitação musical pode ser realizada por meio da interação com os cartões
musicais onde o usuário pode interagir de improviso, sons de instrumentos
153
musicais variados. As sonoridades dos instrumentos musicais da ferramenta
se aproximam da sonoridade dos instrumentos convencionais.
• A audição sonora e musical é possibilitada pelo recurso do gravador e da
clave de sol disponíveis no sistema.
Além das questões objetivas, foram feitas duas perguntas abertas em relação aos
pontos fortes e fracos do GenVirtual. Os pontos fortes destacados são:
• possibilidade de se trabalhar os sons das notas musicais relacionadas às
cores;
• facilidade e simplicidade de uso da aplicação;
• baixo custo para aquisição;
• apresentar um recurso moderno e atual que agrada, entretém e diverte as
crianças desta nova geração;
• possibilidade de usar o computador com o paciente;
• possibilidade de uso por parte de pessoas com graves comprometimentos
motores;
• possibilidade de gravar e reproduzir improvisos musicais.
Os pontos fracos destacados foram:
• sonoridade de alguns instrumentos musicais um pouco diferente do
instrumento convencional, o que pode atrapalhar as atividades de apreciação
sonora e musical;
• resultado sonoro, às vezes, é “lentificado” pelo sistema.
154
6.3.2 Avaliações de Uso em Sessões de Musicoterapia na AACD
O objetivo destas avaliações foi avaliar a motivação e a satisfação dos pacientes e
cuidadores em intervenções de Musicoterapia apoiadas pelo GenVirtual.
6.3.2.1 Metodologia
As avaliações foram realizadas no setor de Musicoterapia da AACD.
Os materiais utilizados foram os mesmos já citados nos testes da seção 6.3.1.
Participaram dos testes três pacientes enquadrados no programa de reabilitação para
MMSS no setor de Musicoterapia da AACD com média de 6 anos de idade. Foram
excluídos do estudo os indivíduos com baixa cognição, com intercorrências clínicas e
com baixa aderência ao tratamento de reabilitação.
A metodologia de avaliação foi realizada por meio de um questionário de satisfação da
interação do usuário baseado no método QUIS (APÊNDICE F) que foi aplicado ao
terapeuta no final de cada sessão. Buscou-se avaliar os fatores: a) satisfação do
terapeuta; b) motivação dos pacientes; c) facilidade de uso do GenVirtual; d)
aplicabilidade; e) interesse em continuar utilizando o GenVirtual em sessões de
Musicoterapia. Foram elencados três procedimentos para estimular a função da
musicalidade e a função motora com os seguintes objetivos: estímulo da percepção
visual; estímulo da percepção auditiva; e imitação motora a partir do feedback auditivo.
Os procedimentos foram os seguintes:
1. Percepção visual: O paciente tocava nos cubos virtuais na medida em que a
musicoterapeuta solicitava a execução de uma determinada cor. Quando o
paciente entendeu o procedimento, a musicoterapeuta citava uma
determinada sequência de cores e o paciente tentava reproduzi-la.
2. Percepção sonora: O terapeuta executava uma determinada nota musical no
teclado musical (timbre do piano) e solicitava que o paciente a reproduzisse
155
através do GenVirtual, ou seja, o paciente tentava identificar, entre os cartões
marcadores, o som correspondente ao executado pela musicoterapeuta. Foi
solicitado também que o paciente trocasse o timbre das notas musicais e, em
seguida, identificasse qual seria o instrumento musical referente ao timbre
apreciado. Quando o paciente demonstrava reconhecimento do timbre dos
instrumentos musicais, a musicoterapeuta solicitava um determinado timbre e
o paciente se mobilizava para reconhecer o instrumento musical solicitado.
3. Imitação musical: A musicoterapeuta tocava uma determinada sequência
musical no teclado eletrônico e o paciente tentava reproduzí-la com uso do
GenVirtual (eco-ritmo). Outrora invertia os papéis: solicitava que o paciente
executasse uma determinada sequência musical e, em seguida, a reproduzia
no teclado musical.
Os pacientes e seus cuidadores foram informados sobre os objetivos e os
procedimentos da pesquisa. Foi solicitado aos cuidadores que preenchessem o Termo
de Consentimento Livre e Esclarecido para que os experimentos pudessem ser
registrados através de fotos e vídeos. Os testes foram feitos individualmente, na sala de
musicoterapia, e com duração de 30 minutos cada. O participante foi adequadamente
posicionado sentado, em frente a uma mesa, sobre a qual estavam os materiais. Os
principais resultados são discutidos a seguir.
6.3.2.2 Resultados
O estudo buscou a avaliação da experiência de interação dos participantes numa
sessão de Musicoterapia. Os resultados da análise dos dados coletados nos
questionários indicam que a musicoterapeuta considerou que:
• ficou satisfeita com os resultados das intervenções;
• o paciente se sentiu muito motivado após as intervenções;
156
• é fácil utilizar o GenVirtual;
• possui aplicabilidade adequada para o setor de Musicoterapia;
• tem interesse em continuar utilizando o GenVirtual com estes e outros
pacientes.
A Figura 6.8 mostra imagens do teste no setor de musicoterapia da AACD.
Figura 6.8 - a) Instruções de uso do GenVirtual; b) Atividades de imitação musical.
Os pontos fortes destacados foram:
• Diversão: A possibilidade de acompanhar o ritmo musical da musicoterapeuta
e de criar sua própria música despertou o interesse e a diversão do paciente.
Segundo Preece et al. (2005), a diversão é um aspecto contribuinte para o
prazer e inclui atenção, concentração, envolvimento, entre outros. Estes
aspectos foram explorados com o GenVirtual.
• Motivação: O GenVirtual melhorou o desempenho e a ação do paciente ao
realizar os exercícios de formas diferentes possibilitando sair da rotina dos
exercícios convencionais.
• Criatividade: Foi observado que alguns pacientes demonstraram suas
habilidades musicais, o que possibilita considerar que o GenVirtual pode ser
157
utilizado como meio incentivador de criatividade (requisito que satisfaz uma
das metas decorrentes da interação do usuário).
• Utilidade: O GenVirtual possibilitou o desenvolvimento de diversas atividades
musicoterapêuticas feitas na forma como era preciso e de que se esperava.
• Aprendizado: As tarefas foram realizadas sem muito esforço tanto por parte
do terapeuta, no momento de criar o planejamento das tarefas, quanto por
parte do paciente ao interagir com o sistema.
• Inclusão Digital: Nenhum dos pacientes havia anteriormente interagido com
um ambiente de Realidade Aumentada.
6.3.3 Avaliações de Uso em Sessões de Terapia Ocupa cional na ABDIM
O contato direto com as instituições de reabilitação propiciou interações e discussões
com especialistas de outras áreas da reabilitação como, por exemplo, terapeutas
ocupacionais da ABDIM. A apresentação da proposta deste trabalho gerou interesse,
por parte desses terapeutas, de verificar se uma interface sonora teria potencial de uso
também em Terapia Ocupacional. Dessa forma, foi elaborado um plano de trabalho
para uso desta ferramenta no setor de Terapia Ocupacional da ABDIM. O objetivo foi
verificar se o GenVirtual, aplicado a um programa de reabilitação de MMSS, era capaz
de interferir na motivação, satisfação e, consequente, na aderência aos exercícios da
Terapia Ocupacional, em pacientes com distrofia muscular de Duchenne. Cabe
ressaltar que esta pesquisa foi agraciada com um prêmio de melhor pôster no
Congresso Internacional de Reabilitação Infantil (KLEIN et al., 2009).
6.3.3.1 Metodologia
As avaliações foram realizadas no setor de Terapia Ocupacional da ABDIM.
Os materiais utilizados foram: a terceira versão do GenVirtual (seção 5.2.2) instalada
num computador (Pentium II Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM), um monitor
158
de 17’’ e uma webcam (Logitech Webcam Pro 9000) equipada com um tripé adaptada
com um cano de PVC21.
Participaram dos testes 16 pacientes enquadrados no programa de reabilitação para
MMSS no setor de Terapia Ocupacional da ABDIM com diagnóstico de distrofia
muscular de Duchenne22, com média de 20 anos de idade. Todos os pacientes eram
usuários de cadeira de rodas com grave limitação física e funcional e dependentes para
quase todas as atividades básicas de vida diária. Os pacientes apresentavam limitação
em MMSS: incapacidade de movimento ativo de flexão de ombros, déficit para flexão e
extensão ativa de cotovelos, pronação e supinação ativas prejudicadas, bem como
deformidades em punhos e dedos resultantes do desequilíbrio muscular. Os critérios de
inclusão adotados foram: possuir diagnóstico de DMD e realizar programas de
reabilitação específicos de MMSS na ABDIM no mínimo há 12 meses. Os critérios de
exclusão foram: possuir algum déficit cognitivo e pacientes não alfabetizados. Os
exercícios de reabilitação de MMSS elencados foram: a) exercícios para extensão ativa
de cotovelo; b) pronação/supinação de antebraço e c) extensão de punho.
Os pacientes foram aleatorizados, por meio de sorteio, em dois grupos:
• Grupo Intervenção (GI): composto por 11 pacientes que receberam um
programa de reabilitação utilizando o GenVirtual (GV) (Figura 6.9a).
• Grupo Controle (GC): composto por 05 pacientes que receberam um
programa de reabilitação utilizando os recursos convencionais de reabilitação
com massa de modelar e bastão (MMB) (Figura 6.9b). O GC ficou com menor
21 Cloreto de polivinila ou policloreto de vinila mais conhecido pelo acrônimo PVC (Polyvinyl Chloride). 22 A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) se caracteriza por fraqueza muscular progressiva,
deterioração e degeneração das fibras musculares, sendo estas de transmissão hereditária. Afeta crianças do sexo masculino com uma expectativa de vida atual em torno de 20 anos. Na DMD, os sinais clínicos iniciam-se entre 3-5 anos de idade (com quedas freqüentes, dificuldades para subir escadas, correr e levantar do chão), levando ao retardo do desenvolvimento motor. O confinamento à cadeira de rodas se dá, em média, após os 12 anos de idade e os afetados raramente sobrevivem após a terceira década de vida.
159
quantidade de pacientes em relação ao GI, pois, houve algumas desistências
de tratamento no setor logo no início desta avaliação.
Figura 6.9 - a) Paciente do grupo GI utilizando o GenVirtual - GV); b) Paciente do GC utilizando os materiais convencionais (massa e bastão - MMB)
Para coleta de dados, foi elaborado um questionário (APENDICE G) baseado na escala
Likert23 (LAERHOVEN et al., 2004). Buscou-se avaliar os fatores apresentados na
Tabela 6.2.
Tabela 6.2. Fatores para avaliação da Aplicabilidade do GenVirtual na ABDIM
USUÁRIOS FATORES DE AVALIAÇÂO
Paciente • facilidade de uso do equipamento durante a terapia,
• efeito do exercício,
• grau de motivação ao realizar o exercício,
• grau de satisfação ao realizar o exercício.
Terapeuta • praticidade de uso do equipamento (pré e pós),
• instruções ao paciente,
• grau de motivação do paciente (visão do terapeuta).
23 Na aplicação da escala Likert os pacientes indicavam o seu grau de concordância ou discordância com
declarações relativas à realização das tarefas. A pontuação foi distribuída da seguinte forma 100% (excelente), 80% (muito bom), 60% (bom), 40% (ruim), 20% (muito ruim) e 0% (péssimo).
160
Cada grupo recebeu intervenção de 30 minutos semanais durante 16 semanas (4
meses). A cada três semanas de intervenção, um questionário era aplicado pelo
avaliador cego24. Ao final de 12 sessões, os grupos foram invertidos, ou seja, o GI
passou a usar MMB e o GC passou a usar o RGV. Devido ao período de férias que
estava se aproximando, as novas avaliações, com os grupos invertidos, duraram
apenas 04 semanas (01 mês). Sendo assim, a cada semana de intervenção, um
questionário era aplicado pelo avaliador cego. A Figura 6.10 mostra um esquema da
metodologia desta avaliação.
24 Avaliador não comprometido com a intervenção clínica ou avaliações e que desconheça qual grupo o
paciente pertenceu.
161
Figura 6.10 - Representação esquemática da metodologia da avaliação na ABDIM
Pacientes com DMD Terapeutas
GI GC
Distribuição aleatória Distribuição de acordo com a disponibilidade
RGV MMB
Exercícios para extensão ativa de cotovelo;
pronação/supinação de antebraço e extensão de
punho
Cruzamento
GI GC
MMB RGV
Questionário 1, 2, 3, 4
(uma aplicação a cada três semanas)
Exercícios para extensão ativa de cotovelo;
pronação/supinação de antebraço e extensão de
punho
Questionário 1, 2, 3, 4
(uma aplicação por semana)
162
Após a primeira sessão (semana 1), os pacientes foram interrogados (por um avaliador cego) sobre seu grau de motivação e satisfação ao realizar os exercícios. Após quatro,
oito e doze sessões a mesma avaliação foi novamente reaplicada.
6.3.3.2 Resultados
Os resultados da análise das respostas dos pacientes são apresentados,
detalhadamente no Apêndice H e Apêndice I, e sinteticamente a seguir.
Em relação à facilidade de uso , o GI considerou que a reabilitação com massa de
modelar e bastão (MMB) são mais fáceis de usar que a reabilitação com o GenVirtual
(RGV). Os pacientes do GI disseram que o processo de organização dos cartões
musicais na mesa, para alcançar um determinado “layout” específico na RGV leva um
tempo maior em relação ao uso da massa e do bastão na MMB. Para o GC, a RGV
mostrou-se mais fácil de usar que a MMB. Esta divergência entre os grupos pode ser
relativa à motivação dos pacientes que vinham utilizando massa e bastão durante 12
semanas consecutivas e depois passaram a utilizar o GenVirtual e, portanto, acharam o
GenVirtual mais interessante e divertido.
Em relação ao efeito do exercício , os grupos GI e GC acharam que a MMB faz mais
efeito que a RGV, ou seja, os pacientes tiveram a percepção de que a resistência do
material é mais importante. Com a MMB é necessário aplicar uma determinada força
para esticar/modelar a massa, o que não é necessário na RGV. O esforço muscular
realizado é no sentido de esticar ou flexionar os braços, punhos e dedos para alcançar
os cartões marcadores. A necessidade deste esforço pode dar esta percepção de que o
efeito foi melhor. Deve-se ressaltar que o objetivo dos exercícios podem ser diferentes.
Para os casos em que seja importante a amplitude do movimento, o RGV pode ser
eficaz uma vez que o importante é a amplitude e não a força aplicada.
Em relação ao grau de motivação , os grupos GI e GC acharam (em média), a RGV
mais motivadora que a MMB.
163
Em relação ao grau de satisfação , os grupos GI e GC ficaram (em média), satisfeitos
com o resultado dos exercícios. A Figura 6.11 mostra imagens de uma das sessões
terapêuticas realizadas na ABDIM.
Figura 6.11 - Intervenções de reabilitação de MMSS na ABDIM
Os resultados da análise das respostas dos terapeutas são apresentados a seguir.
Em relação à praticidade de uso , no GI o GenVirtual mostrou-se mais prático que uso
de massa e bastão. No GC o resultado foi diferente. Os resultados demonstram que o
nível de praticidade de ambos os materiais foram bons. O tempo de montagem do
GenVirtual foi maior que o tempo com bastão e massa. Para usar a massa e o bastão,
bastava que o terapeuta encaixasse a mesa na cadeira de rodas do paciente. Para usar
o GenVirtual, era necessário ajustar a mesa entre o mobiliário que abrigava o monitor
de vídeo do GenVirtual e a cadeira de rodas do paciente.
Em relação ao grau de motivação do Paciente, os resultados mostraram um aumento
considerável do grau de motivação do GC quando passou da massa e bastão para o
GenVirtual.
Em relação à aplicabilidade dos materiais utilizados, os resultados mostraram que
ambos os materiais (RGB e MMB) possuem aplicabilidade no setor.
164
6.3.4 Publicações
Este estudo resultou em oito publicações: quatro resumos em anais de congressos
(KLEIN et al., 2009), (CORRÊA et al., 2009c), (CORRÊA et al., 2010a), (CORRÊA et al.,
2010b); dois artigos em revistas (CORRÊA et al., 2011a), (CORRÊA et al., 2011b) e
dois capítulos de livros (CORRÊA et al., 2009d), (CORRÊA et al., 2011c). Cabe
destacar que o trabalho (KLEIN et al., 2009) foi agraciado com o prêmio de Menção
Honrosa no II Congresso Nacional de Medicina de Reabilitação e o artigo (CORRÊA et
al., 2011b) foi agraciado com o prêmio de melhor artigo da Revista Brasileira de
Inovação em Saúde (R-BITS).
6.4 Considerações
Este capítulo apresentou os resultados das avaliações do GenVirtual com terapeutas e
pacientes em dois Centros de Reabilitação (AACD e ABDIM). O capítulo mostrou os
procedimentos adotados pela musicoterapeuta para uso do GenVirtual com pacientes
com PC, bem como os procedimentos adotados por uma Terapeuta ocupacional com
crianças com DMD.
Em ambos os casos, o GenVirtual possibilitou a interação natural com o sistema,
utilizando as mãos, sem necessidade de treinamento ou adaptações, e pode ser
comprovado o seu potencial para apoiar e ampliar as estratégias das intervenções
musicoterapêuticas no contexto da reabilitação.
165
7 CONCLUSÕES
Este trabalho buscou investigar o estado da arte em Reabilitação Virtual e as
possibilidades de utilização de sistemas eletrônicos para apoio e ampliação das
estratégias de intervenções em Musicoterapia no contexto da reabilitação, para o que
foi necessário conceber e desenvolver uma sequência de protótipos de sistema
eletrônico interativo. Trata-se de uma pesquisa multidisciplinar, que envolveu o estudo
de diferentes áreas de conhecimento, como reabilitação motora e cognitiva, música e
musicoterapia, realidade aumentada e engenharia.
Para que esta investigação pudesse ser concretizada e fundamentada, utilizou-se como
arcabouço teórico as principais abordagens e métodos musicoterapêuticos destacadas
por Benezon (1998), Baranow (1999), Bruscia (2000), Nascimento (2006) e Ikuta (2009)
como fundamentais para obter os objetivos terapêuticos desejados, são elas:
improvisação, recriação e composição musical, audição sonora e musical e imitação
musical. Na área tecnológica, buscou-se descrever os principais fundamentos e
tecnologias de realidade virtual e aumentada destacadas por Milgram e Kishino (1994),
Azuma (1997), Tori e Kirner (2006). Buscou-se apresentar os principais conceitos
relacionados à área de Reabilitação Virtual destacados por Burdea (2003) e Krebs
(1998) com ênfase nos sistemas eletrônicos utilizados para reabilitação de MMSS. Além
das abordagens terapêuticas apontadas por Burdea (2003) “terapia por exemplos”,
“terapia por jogos” e “terapia por exposições”, e da abordagem terapêutica apontada
por Krebs (1998) “terapia por robô”, a autora acrescenta uma outra abordagem, que
denominou de “terapia por música”.
Para que a hipótese deste trabalho pudesse ser verificada, foi necessário criar, projetar,
conceber e testar um sistema eletrônico interativo para uso em intervenções
musicoterapêuticas, denominado de GenVirtual. Para comprovar se o GenVirtual era
capaz de apoiar e ampliar as estratégias das intervenções musicoterapêuticas, foi
necessário envolver os usuários no ciclo de desenvolvimento, por meio de testes e
166
avaliações de uso do sistema em diferentes ambientes terapêuticas e também em
domicílio. Para alcançar este objetivo, foi feita uma pesquisa de campo exploratória,
com base em observações, entrevistas e discussões com terapeutas e também com
pacientes em intervenções de Musicoterapia e Terapia Ocupacional. O envolvimento do
público alvo, durante as etapas de investigação e desenvolvimento do GenVirtual, foi
essencial para identificar necessidades e estabelecer requisitos para a construção de
uma interface usável, útil e agradável.
As avaliações do GenVirtual em sessões de Musicoterapia na AACD, descritas nas
seções 6.2.1, 6.3.1 e 6.3.2 do Capítulo 6, permitiram confirmar que o GenVirtual
possibilitou o desenvolvimento das atividades musicoterapeuticas propostas na Tabela
4.5 do Capítulo 4 (improvisação, recriação e composição musical, audição sonora e
musical). Os dados mostraram que a musicoterapeuta se sentiu satisfeita com uso do
GenVirtual no setor e que tem interesse em continuar a usá-lo com seus pacientes em
outras intervenções. Na visão da musicoterapeuta, com o uso do GenVirtual, os
pacientes se mostram mais motivados e interessados, passam a perceber a terapia
como divertida. e recebem incentivo à criatividade e que, portanto, tem aplicabilidade no
setor.
O fato dos testes e avaliações terem sido feitos dentro de centros de reabilitação
favoreceram o envolvimento de outros setores da reabilitação como a Terapia
Ocupacional. A avaliação do GenVirtual em sessões de Terapia Ocupacional na
ABDIM, descritas na seção 6.3.3, mostrou que os pacientes se sentiram mais
motivados e satisfeitos com o uso do GenVirtual em reabilitação, quando comparado
com reabilitação com massa de modelar e bastão, materiais convencionais utilizados no
setor. Esta avaliação também mostrou que os efeitos dos exercícios são diferentes, pois
com o GenVirtual não é necessário aplicar força muscular para interação, ao passo que
com a massa de modelar e bastão isso se faz necessário. Esta característica do
sistema pode trazer benefícios aos pacientes no estágio avançado da DMD, onde se
torna possível entreter, motivar e reabilitar o paciente sem muito esforço muscular, o
que, nestes casos, deve ser preservado. Por parte do terapeuta, o GenVirtual foi
considerado prático e com aplicabilidade para o setor.
167
Em todas as avaliações realizadas com pacientes, pode-se constatar que o GenVirtual
lhes proporcionou diversão, ao mesmo tempo em que se mostrou como uma ferramenta
útil e eficiente para os terapeutas. As tarefas foram realizadas sem muito esforço de
aprendizado por parte dos usuários, o que torna o GenVirtual uma ferramenta fácil de
aprender a usar. Tanto nas sessões de Musicoterapia, quanto nas sessões de Terapia
Ocupacional, observou-se que o GenVirtual melhorou o desempenho e o estímulo da
ação dos pacientes, características estas que contribuem para a motivação dos
usuários. Além disso, proporcionou a inclusão digital, visto que nenhum dos pacientes
envolvidos nos testes tinham interagido com tecnologias de Realidade Aumentada.
Dado que se baseia em plataforma computacional convencional (computador com
webcam), o GenVirtual, protótipo desenvolvido para as investigações, já está em
condições de ser utilizado em centros de reabilitação, clínicas e ambiente domiciliar.
7.1 Impactos Científicos e Tecnológicos
Ao longo da evolução desta pesquisa, os resultados foram publicados em periódicos e
apresentados em congressos científicos. No total foram quinze publicações: quatro
capítulos de livro; três artigos em revistas nacionais; quatro artigos completos em anais
de congressos; quatro resumos expandidos em anais de congressos. Três destas
publicações foram agraciadas com premiações: uma como melhor artigo do Simpósio
Brasileiro de Informática em Educação, Corrêa et al. (2007); uma menção honrosa de
melhor trabalho do Congresso Nacional de Medicina de Reabilitação, Klein et al. (2009);
e uma como melhor artigo da Revista Brasileira de Inovação em Saúde, Corrêa et al.
(2010).
Além das contribuições científicas deste trabalho, merece destaque a sua contribuição
tecnológica. Ao disponibilizar o GenVirtual para uso livre em site específico (APÊNDICE
E), este poderá ser utilizado na forma atual e novas pesquisas e aprimoramentos
poderão ser realizados com colaboradores do Brasil e do exterior.
168
7.2 Trabalhos Futuros
Em relação a aprimoramentos do protótipo, necessários para sua efetiva utilização em
ambientes de centros e clínicas hospitalares e em ambientes domiciliares, que não
foram feitos por restrição de tempo deste trabalho, destacam-se:
• Avaliação do jogo de Tempo Coincidente junto ao público-alvo para
adequação dos aspectos relacionados à usabilidade.
• Integração de modelos 3D dos instrumentos musicais do modo compositor. Os
modelos foram criados na ferramenta Blender e exportados no formado
VRML. Será necessária uma adequação no código-fonte para possibilitar
carregar os modelos VRML para dentro da aplicação. Atualmente, os modelos
3D dos cubos virtuais são projetados por meio de desenhos feitos com a
biblioteca OpenGL.
• Criação de relevo nas figuras dos cartões marcadores que podem ser
percebidas através do tato por pessoas com deficiência visual. Será
disponibilizado um cartão marcador padrão que contenha apenas a borda do
marcador para impressão em papel comum. As figuras dos marcadores serão
disponibilizadas em outros documentos que poderão ser impressos em papel
especial, que possibilite a identificação do relevo, para depois serem
recortadas e coladas no centro da borda do marcador. Serão necessários
testes de usabilidade da interface para validar estes cartões marcadores em
alto-relevo.
• Criação de um novo modo “Compositor Colaborativo” que possibilite o
desenvolvimento de atividades colaborativas entre dois ou mais usuários
conectados em rede. Será necessário um estudo detalhado sobre as formas
de interação e disponibilização das informações e aplicações para os
usuários.
• Implementação de uma versão Web do GenVirtual em Flash para uso na
Internet. Pretende-se utilizar a biblioteca FLARToolkit que possui um conjunto
169
de classes desenvolvidas em ActionScript 3.0 (AS3), e que juntamente com o
Papervision3D, possibilita o desenvolvimento de aplicações de realidade
aumentada para Web. Para a disponibilização desta versão Web do
GenVirtual, o site em que está disponibilizado o GenVirtual atualmente
precisará ser adaptado.
• Implementação de novos recursos no GenVirtual, a fim de viabilizar seu uso
em atividade não-assistidas (sem a presença do terapeuta), seja em ambiente
de centro ou clínica, seja em ambiente domiciliar. Para isso, será necessário
um estudo detalhado sobre estratégias, informações relevantes e mecanismos
para medição e registro de informações durante as atividades para
acompanhamento e análise pelos terapeutas.
Cabe ressaltar que estes apontamentos são apenas o começo e, que novos estudos e
trabalhos poderão e serão derivados de estudos como este, permitindo em um futuro
próximo a união de tecnologia de realidade virtual e aumentada, confiabilidade,
avaliação, credibilidade e validade em sistemas voltados para reabilitação motora e
cognitiva.
170
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APÊNDICE A – Detalhamento do Diagrama de Classes
Classe GenVirtual: é instanciada no começo da execução da aplicação, logo que a
função principal main() começa a ser executada (Figura 1). O construtor da classe é
responsável por vários papéis:
• Criar uma câmera (GenVirtual::Camera) para captura do mundo real.
• Criar um rastreador (GenVirtual::Rastreador) para localizar e identificar os
marcadores no mundo real.
• Criar um exibidor (GenVirtual::Exibidor) para exibir os objetos reais e virtuais em
um dispositivo de exibição.
Figura 1 - Métodos e atributos da classe GenVirtual
183
Logo após a criação da instância de GenVirtual::Genvirtual, se os objetos da classe
GenVirtual::Camera, GenVirtual::Rastreador e GenVirtual::Exibidor forem instanciado
com sucesso, então haverá a chamada do método preparaTarefa(opcaoMenu:int). Este
método é responsável por:
• Chamar o método da tarefa escolhida pelo usuário: preparaCompositor() ou
preparaTempoCoincidente() ou preparaMemória() de acordo com a opção
escolhida pelo usuário.
• Chamar o método preparaMarcador(opcaoMenu:int) para selecionar os
marcadores da tarefa escolhida pelo usuário (opcaoMenu), iniciando assim o
processo de associar objetos virtuais GenVirtual::Modelo e sons GenVirtual::Som
aos marcadores GenVirtual::Marcador da tarefa escolhida.
• Chamar o método preparaRelatorio(opcaoMenu:int) que irá criar uma instância
do relatório GenVirtual::Relatorio de acordo com a opção escolhida pelo usuário
(opcaoMenu).
Classe Câmera: é responsável pela captura do mundo real, que poderá ser feita com o
uso de uma webcam convencional (Figura 2). Essa tarefa consiste em:
• Ler o arquivo de calibragem da câmera (RA::Calibracao).
• Instanciar a câmera baseada no arquivo de calibragem lido (RA::Camera)
• Criar uma camada de vídeo para o mundo real e outra para os modelos
tridimensionais (RA::Camadas)
• Adicionar o mundo real ao fundo da exibição dos modelos tridimensionais
(RA::VideoMix).
184
Figura 2 - Métodos e atributos da classe Camera
A classe RA é adquirida de alguma biblioteca de Realidade Aumentada escolhida no
momento da implementação. A Figura 3 mostra o diagrama da classe
GenVirtual::Camera.
Figura 3 – Diagrama da classe Camera
Classe Rastreador: o rastreamento dos marcadores no mundo real é um dos fatores
mais importantes para o sucesso da aplicação, pois só assim o modelo tridimensional,
que representa as notas musicais e os instrumentos musicais, poderá ser sobreposto
ao cartão marcador. Seus métodos e atributos são mostrados na Figura 4.
185
Figura 4 – Métodos e atributos da classe Rastreador
A classe GenVirtual::Rastreador é responsável por:
• Instanciar um RA::Tracker para localizar os marcadores na captura do mundo
real;
• Registrar o Grafo de Cena (conjunto de marcadores: notas musicais,
instrumentos musicais, outros cartões marcadores de suporte) para localizá-los
dinamicamente e reconhecê-los no cenário (RA::TrackerGrafoCena).
O diagrama da classe rastreador é ilustrado na Figura 5.
Figura 5 – Diagrama da classe Rastreador
Classe Exibição: é responsável por entregar ao dispositivo de exibição (RA::Viewer) o
resultado do processamento da aplicação (Figura 6). No caso, os modelos
tridimensionais correspondentes aos cartões marcadores de notas musicais e de
instrumentos musicais com seus respectivos sons associados.
186
Figura 6 – Métodos e atributos da classe Exibicao
Esta classe também será responsável pela inicialização de diversos manipuladores:
• RAViewer::Ajuda.
• RAViewer::Threads.
• RAViewer::TamanhoJanela.
• RAViewer::Status.
A Figura 7 mostra o diagrama da classe GenVirtual::Exibição. A imagem do mundo real,
fornecida por GenVirtual::Camera será exibida como plano de fundo (videoCamada1)
na cena a ser visualizada no dispositivo de exibição (RA::Viewer). Sobreposto aos
cartões marcadores (diagramaCamera) serão exibidos modelos tridimensionais
(GenVirtual::Modelo) com seus respectivos sons (GenVirtual::Som) que terão suas
posições dadas pela localização e identificação feita por GenVirtual::Rastreador sobre
os cartões marcadores.
187
Figura 7 – Diagrama da classe Exibicao
Classe Marcador: os marcadores representam a arte dos objetos virtuais
(GenVirtual::Modelo). É através da localização e identificação destes marcadores que o
rastreador (GenVirtual::Rastreador) consegue obter a posição e a identidade de cada
marcador. Os métodos e atributos da classe Marcador são mostrados na Figura 8.
Figura 8 – Métodos e atributos da classe Marcador
Cada marcador possui o nome do arquivo que ele deve abrir. Esses arquivos contêm
um mapa de contraste do marcador, para que o rastreador (GenVirtual::Rastreador)
possa diferenciar um marcador do outro. Ao abrir com sucesso o arquivo e verificar sua
validade a classe registra-o junto ao rastreador (GenVirtual::Rastreador) para que esse
188
assuma esse marcador (GenVirtual::Marcador) como um marcador válido na aplicação.
A Figura 9 mostra a classe Marcador.
Figura 9 – Diagrama da classe Marcador
Classe Modelo: um modelo tridimensional (GenVirtual::Modelo) é a representação
virtual de um instrumento musical ou uma nota musical, que por sua vez tem sua
representação física em um marcador (GenVirtual::Marcador). Ao ser construída uma
instância de GenVirtual::Modelo há a leitura (std::string) das N partes (std::vector) dos
arquivos que formam o modelo. A abertura e leitura do arquivo é realizada pela classe
RA::RADB. Após a leitura desse modelo há a atribuição dele à um RA::Node.
A classe GenVirtual::Modelo (Figura 10) encapsula diversas classes, que fazem
posicionamento, normalização, escala e rotação das partes do modelo em questão,
assim como a associação deste com o seu som.
Figura 10 – Métodos e atributos da classe Modelo
189
O modelo é posicionado e orientado ao ser colocado no grafo de cena como filho de um
RA::PosicaoTransform que por sua vez é filho de um RA::MatrixTransform, sendo que
essas classes são responsáveis por manipular a escala, posição e orientação do
RA::Node que contém o modelo animado com seu respectivo som, como pode ser visto
no grafo de cena representado na Figura 11.
Figura 11 - Representação da hierarquia de nodos para tratamento dos modelos
190
A Figura 12 mostra a classe Modelo.
Figura 12 – Diagrama da classe Modelo
Classe Compositor: contém um conjunto de marcadores compostos por notas
musicais, instrumentos musicais e outros marcadores auxiliares como cronômetro e
gravador (GenVirtual::Marcador). A classe também contem um vetor de status do
marcador para verificar se está visível ou não (GenVirtual::Rastreador). Se estiver
visível, o modelo virtual (GenVirtual::Modelo) será desenhado na tela através da
chamada do método desenhar(). Se o objeto mudar de status e ficar invisível irá
produzir um som (GenVirtual::TocarSom) por meio da chamada do método tocarSom().
A Figura 13 mostra os atributos e métodos da classe Compositor.
Figura 13 – Métodos e atributos da classe Compositor
191
Esta classe possibilita gravar uma música em formato de áudio (GenVirtual::Som)
através da chamada do método gravarComposicao(). A classe também possibilita ativar
um pentagrama no dispositivo de exibição através do método acionarPentagrama(). O
pentagrama é uma figura onde uma melodia é representada na forma de bolinhas
coloridas. Cada cor representa uma nota no pentagrama. O cronômetro também pode
ser ativado com a chamada do método cronometrar(). A Figura 14 mostra o diagrama
da classe Compositor.
Figura 14 – Diagrama da classe Compositor
Classe Memória: a classe GenVirtual::JogoMemoria possui o conjunto de marcadores
do jogo de siga-sons-e-cores GenVirtual::Marcadores. A sequência musical pode ser
gerada de acordo com a opção do usuário. Na primeira opção, a sequência musical é
gerada aleatoriamente pelo sistema (sequencia-rand:int). Na segunda opção, a
sequência musical pode ser gerada a partir de uma arquivo contendo uma partitura
musical (sequencia-melo:int). A Figura 15 mostra os atributos e métodos da classe
GenVirtual::JogoMemoria.
192
Figura 15 – Métodos e atributos da classe Memoria
A sequência musical é armazenada num vetor contendo a sequência das animações,
ou seja, a sequência dos marcadores que sofrerão uma animação e emitirão um
determinado som. A cada acerto do usuário, a sequência é incrementada. Caso
contrário a jogada se reinicia. A Figura 16 mostra o diagrama da classe
GenVirtual::JogoMemoria.
Figura 16 – Diagrama da classe Memória
Classe Tempo Coincidente: contém o conjunto de cartões marcadores do jogo
GenVirtual::Marcadores e suas variáveis de controle: tempo-inicial, tempo-execucao,
tempo-acao, rodadas e dois vetores para guardar os acertos e erros de cada rodada do
jogo. A cada rodada, o marcador é rastreado GenVirtual::Rastreador para verificar o
193
status do marcador (se ouve toque ou não, ou seja, se foi obstruído ou não
(visibilidade). Quando houver o toque no marcador, o sistema calcula o tempo de
antecipação, acerto ou atraso do toque. O toque deverá ser efetuado no mesmo
instante em que uma determinada animação atingir o alvo (marcador). A Figura 17
mostra os atributos e métodos da classe GenVirtual::TempoCoincidente.
Figura 17 - Métodos e atributos da classe Tempo Coincidente
O jogo poderá ser utilizado de duas formas. A primeira é em atividades simples de
tempo coincidente onde haverá apenas um alvo (marcador) a ser atingido por uma
animação (objeto virtual). Esta animação terá uma velocidade constante com número
de rodadas pré-estabelecida pelo sistema. A segunda forma possibilita atividades
complexas de tempo coincidente onde é possível adidionar dois, três ou quatro alvos no
jogo simultaneamente. Neste caso, as animações (objetos virtuais) brotam da tela em
direção ao seu alvo correspondente. As animações têm sua velocidade estabelecida de
acordo com o ritmo de uma melodia pré-estabelecida pelo sistema. A Figura 18 mostra
o diagrama da classe GenVirtual::TempoCoincidente.
194
Figura 18 - Diagrama da classe Tempo Coincidente
195
APÊNDICE B - Bibliotecas para Desenvolvimento de Ap licações de Realidade Aumentada
ARToolKit Plus: biblioteca livre, desenvolvida na linguagem C, que possibilita
desenvolver, de forma rápida, aplicações de Realidade Aumentada (GEIGER et al,
2006). Opera através de técnicas de visão computacional e processamento de
imagens. Possibilita rastrear e calcular, rapidamente, a posição real da webcam e de
seus cartões marcadores de referência, possibilitando que o desenvolvedor acrescente
objetos virtuais sobre estes marcadores no mundo real. Os cartões marcadores são
formados por molduras quadradas que circundam códigos (desenhos) catalogados no
banco de dados da biblioteca. Apesar de fornecer um conjunto de cartões marcadores
para desenvolvimento, o usuário pode criar e catalogar seus próprios desenhos e
utilizar cartões marcadores personalizados.
ARToolKit Plus: apresenta algumas otimizações em relação ao ARToolkit, como por
exemplo, possibilidade de utilizar computações de ponto fixo ao invés de ponto
flutuante. Esta característica possibilita gerar aplicações eficientes para dispositivos
móveis, tais como Personal Digital Assistants (PDAs) e smartphones. Os cartões
marcadores são semelhantes aos do ARToolKit. A diferença está no desenho no
interior do marcador formado por diversos codificadores possibilitando que o usuário
utilize até 512 marcadores diferentes, diminuindo a ocorrência da confusão entre eles
(WAGNER, 2010).
ARTag: também apresenta otimizações em relação ao ARToolkit, principalmente no
processo de detecção de marcadores, tais como o problema do falso positivo (quando o
sistema acusa a presença de um marcador, mas ele não existe) e do falso negativo
(quando sistema não acusa a presença de um marcador, mas ele existe). Tanto o
ARToolKit quanto o ARTag utilizam padrões para identificação dos marcadores. Porém,
o ARTag compara códigos digitais compostos de 0 e 1, ao invés de imagens vetoriais
como ocorre na biblioteca ARToolKit, diminuindo o processamento requerido para sua
identificação. Outra característica do ARTag é a possibilidade de detectar a presença
de oclusão e controle de luz que são pontos falhos do ARToolKit (FIALA, 2005).
196
DART: foi desenvolvido como um conjunto de extensões do ambiente de programação
multimídia Macromedia Director (atualmente Adobe Director). O Macromedia Director é
uma ferramenta de autoria para construção de conteúdos multimídia. O DART é um
conjunto de ferramentas que possibilita um desenvolvimento rápido em Realidade
Aumentada. O DART é composto por extensões do Adobe Director escritas na
linguagem LINGO e plugins escritos na linguagem C++, além de usar como suporte
para a captura de vídeo, rastreamento e para o processo de reconhecimento de
marcadores a biblioteca ARToolKit. Esta ferramenta é voltada para aplicações onde a
mídia gerada por computador é diretamente integrada à percepção dos participantes.
Apesar de estar disponível para uso livre, esta biblioteca exige o Adobe Director, que é
um software comercial (MACINTYRE et a, 2004).
OSGART: combina as funções de detecção e rastreamento de marcadores do
ARToolKit com as funções para construção de modelos virtuais da biblioteca
OpenSceneGraph. A biblioteca OSGART apresenta alta qualidade na renderização dos
objetos virtuais e permite a importação e exportação de arquivos gerados pelo software
3D Studio Max e Maya. Dentre as características da biblioteca OSGART, destacam-se:
facilidade de integração de vídeos, suporte a várias entradas de vídeo, suporte a
técnicas de renderização de sombras, suporte a múltiplos marcadores. Foi constituída
numa linguagem orientada a objeto. Possui suporte a outras linguagens de
programação. Uma das importantes características é a utilização da técnica de limiar
adaptativo que permite o ajuste automático do sistema de detecção dos marcadores
conforme as alterações sofridas pela luz do ambiente (OSGART, 2010).
FLARToolKit: biblioteca para desenvolvimento de aplicativos de Realidade Aumentada
para Web através do Adobe Flash Player. Com esta biblioteca é possível criar e utilizar
aplicações Web sem a necessidade instalar qualquer programa. Basta que os
navegadores sejam compatíveis com os plugins fornecidos pela empresa Adobe. É
baseada na biblioteca ARToolKit, porém possui algumas limitações de desempenho e
de funcionalidade, como a falta de suporte a múltiplos cartões. A biblioteca FLARToolKit
é de uso livre e código aberto (FLARTOOLKIT, 2010).
197
FLARManager: é uma extensão, constantemente atualizada, da biblioteca
FLARToolKit. É possível através desta extensão, obter melhores resultados. Além de
simplificar algumas das funções do FLARToolKit, ela implementa algumas
funcionalidades ausentes no mesmo, como o suporte a múltiplos cartões
(FLARMANAGER, 2010).
PaperVision3D: biblioteca gráfica pronta para trabalhar com arquivos 3D em formato
Collada. Através desta biblioteca, é possível carregar diversos objetos 3D usando
Action Script e renderizá-los seguindo as orientações dos marcadores usando o
FLARToolKit ou FLARManager (PAPERVISION3D, 2010).
198
APÊNDICE C – Feira Muito Especial de Tecnologias As sistivas
A Feira Muito Especial de Tecnologia Assistiva e Inclusão Social de pessoas com
deficiência é uma realização do Instituto Muito Especial com o apoio do Ministério da
Ciência e Tecnologia. O evento visa reunir e expor invenções e novidades tecnológicas
que facilitam a vida das pessoas com deficiência e contribuem para a ampla inclusão
social. A primeira Feira ocorreu na cidade do Rio de Janeiro (RJ) nos dias 25 a 27 de
Agosto de 2009. A segunda Feira ocorreu na cidade de Olinda (PE) de 27 a 30 de
Outubro de 2009. Os visitantes da Feira eram alunos, professores e terapeutas que
estudam ou trabalham nas escolas ou em centros de reabilitação.
Os materiais utilizados para exposição do GenVirtual na Feira foram: a terceira versão
do GenVirtual (em desenvolvimento), uma TV de 40’’ que foi conectada ao notebook
(Pentium IV Intel de 1.0 GHz e 512mb de memória RAM) onde estava instalado o
GenVirtual e uma webcam (Logitech Webcam Pro 9000).
Os visitantes da Feira, que se interessaram pelo GenVirtual, interagiram com o jogo da
memória e também o modo compositor de melodias. O recurso que habilita as partituras
do modo compositor ainda não havia sido desenvolvidas e, portanto, foi criado e
impressa em papel uma partitura para que os visitantes pudessem ter alguma tarefa ao
interagir com o modo compositor de melodias. A partitura oi colada com adesivo na
parte superior da TV como mostra a Figura 1.
Figura 1. Partitura musical para reprodução musical com GenVirtual
199
Os visitantes da Feira eram em sua maioria, professores e terapeutas que estudam ou
trabalham nas escolas ou em Centros de Reabilitação. Muitas crianças que
acompanhavam os pais quiseram interagir com o GenVirtual. As Figuras 2 e 3 mostram
algumas crianças interagindo com o modo compositor de melodias do GenVirtual.
Figura 2. Crianças utilizando o GenVirtual durante a Feira
Figura 3. Crianças utilizando o GenVirtual durante a Feira
As Figuras 4 e 5 mostram imagens de usuários com deficiência visual congênita
interagindo com o GenVirtual. A criança que aparece nas imagens recebeu orientações
da mãe para interagir com os cartões musicais. Foi sugerido pela mãe e por outro
usuário cego que os cartões musicais do GenVirtual pudessem ser impressos em alto
relevo para auxiliar na sua utilização por usuários com deficiência visual.
200
Figura 4. Criança com deficiência visual interagindo com o GenVirtual
Figura 5. Usuário com deficiência visual interagindo com o GenVirtual
A mãe de uma criança com PC tentou utilizar o GenVirtual com seu filho. A criança
estava em cadeira de rodas e apresentava baixa mobilidade funcional para as
atividades-de-vida-diária. Foi necessário ajuda da mãe para que a criança pudesse
interagir com o GenVirtual (Figura 6). Foi observado e a criança sorria ao ouvir os sons
das notas musicais.
201
Figura 6. Criança com Paralisia Cerebral interagindo com o GenVirtual
202
APÊNDICE D – Questionário de Satisfação da Interaçã o do Usuário
Por favor, em cada questão abaixo, assinale com um "X" a alternativa que mais reflete a sua impressão sobre o uso do GenVirtual, indicando o grau de concordância dentro de uma escala de 1 (grau mais baixo) a 5 (grau mais alto) ou N/A (Não se aplica).
PARTE A – FACILIDADE DE USO 1 2 3 4 5 N/A
Difícil Fácil Frustrante Satisfatório Interagir com o GenVirtual
Tedioso Estimulante PARTE B – SATISFAÇÃO
1 2 3 4 5 N/A Insatisfeito Satisfeito
Desmotivado Motivado Angustiado Entusiasmado
Como você se sentiu em relação à atividade que acabou de realizar/observar?
Irritado Sorridente PARTE C - APRENDIZADO
1 2 3 4 5 N/A Instruções para aprender a usar o GenVirtual
Difícil Fácil
Lembrar como usar o GenVirtual Difícil Fácil Reproduzir uma melodia com o GenVirtual
Difícil Fácil
Conclusão da tarefa Insatisfeito Satisfeito PARTE C – APLICABILIDADE
1 2 3 4 5 N/A Indicado para reabilitação motora
Inadequado Adequado
Indicado para reabilitação cognitiva
Inadequado Adequado
Uso domiciliar Inadequado Adequado PARTE D – SUGESTÕES E COMENTÁRIOS
203
APÊNDICE E – Questionário de Avaliação dos Requisit os do Fazer Musical - Aplicação para o ambiente de intervenção em Musicoterapia
Musicoterapeuta:_______________________________________________________ Associação afiliada:__________________Nº________________ Local de trabalho:_____________________________________Data:_____________ Responda “Sim ou Não“ para as questões abaixo sobre a aplicabilidade do GenVirtual na interação do “fazer musical “ Sim Não Recriação Musical O sistema possibilita a reprodução sonora de instrumentos musicais acústicos ou eletrônicos?
O sistema possibilita a reprodução de uma linha melódica ou parte dela?
O sistema possibilita transformar uma linha melodia ou parte dela? Observações: Composição Musical O sistema possibilita a composição livre de melodias ou parte de melodias inéditas?
O sistema possibilita gravar as melodias criadas? Observações:
Improvisação Musical O sistema possibilita o usuário improvisar sons de instrumentos variados?
O sistema possibilita mais de um usuário para interagir de improviso sons de instrumentos variados?
O sistema possibilita gravação das melodias criadas ou improvisadas ? Observações: Audição Sonora e Musical O sistema possibilita a reprodução do áudio do material sonoro gravado?
As sonoridades dos instrumentos musicais da ferramenta se aproximam da sonoridade dos instrumentos convencionais?
Observações:
Como você utilizaria esta ferramenta em terapia? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Do que mais gostou ? __________________________________________________________ E o que menos gostou?_________________________________________________________
204
APÊNDICE F – Questionário de Satisfação de Interaçã o do Usuário Aplicado na AACD Por favor, em cada questão abaixo, indique com um “x” a alternativa que mais define a sua impressão sobre o uso do GenVirtual. (1) Como você se sentiu em relação às
atividades que acabou de realizar: ( ) muito satisfeito ( ) satisfeito ( ) indiferente ( ) frustrado ( ) muito frustrado ( ) não tenho como opinar
(2) Como seu paciente se sentiu em relação às
atividades que acabou de realizar: ( ) muito motivado ( ) motivado ( ) indiferente ( ) desmotivado ( ) muito desmotivado ( ) não tenho como opinar
(3) Interagir com o GenVirtual foi:
( ) muito fácil ( ) fácil ( ) indiferente ( ) difícil ( ) muito difícil ( ) não tenho como opinar
(4) Como você considera as possibilidades de
uso do GenVirtual para apoiar os métodos e procedimentos musicoterapêuticos:
( ) muito adequado ( ) adequado ( ) indiferente ( ) inadequado ( ) muito inadequado ( ) não tenho como opinar
(5) Você gostaria de continuar utilizando o
GenVirtual com este paciente: ( ) sempre ( ) às vezes ( ) indiferente ( ) quase nunca ( ) nunca ( ) não tenho como opinar
(6) Você gostaria de utilizar o GenVirtual
para reabilitação de outro(s) paciente(s): ( ) sempre ( ) às vezes ( ) indiferente ( ) quase nunca ( ) nunca ( ) não tenho como opinar
(7) Deixe suas sugestões e comentários a
respeito da(s) atividade(s) que acabou de realizar: ___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
(8) Liste os pontos fortes e fracos sobre o uso do GenVirtual: ___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
(9) Você realizou alguma(s) atividade(s) que anteriormente não era(m) possível(s) de ser(em) feita(s) sem uso do computador?
____________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
205
APÊNDICE G – Questionário de Satisfação de Interaçã o do Usuário Aplicado na ABDIM
O questionário elaborado para a coleta de dados dos estudos na ABDIM foi feito com
base na escala de Likert. As escalas de Likert requerem que os entrevistados indiquem
seu grau de concordância ou discordância com declarações relativas à atitude que está
sendo medida. Atribui-se valores numéricos e/ou sinais às respostas para refletir a força
e a direção da reação do entrevistado à declaração. As declarações de concordância
devem receber valores positivos ou altos enquanto as declarações das quais discordam
devem receber valores negativos ou baixos (BAKER, 2005).
Foi utilizada uma escala de 10 pontos para que o entrevistado pudesse expressar sua
opinião em relação às perguntas do questionário: 0 a 2 (discordo totalmente), 3 a 4
(discordo), 5 a 6 (indiferente), 7 a 8 (concordo parcialmente), 9 a 10 (concordo
totalmente).
A Figura 1 mostra o questionário aplicado no paciente e no terapeuta. Os intervalos
percentuais correspondem aos pontos da escala de Likert. Os intervalos são divididos
em quatro colunas que correspondem às quatro semanas do mês. Como os pacientes
receberam intervenções uma vez por semana durante 5 meses, então a cada quatro
semanas de intervenção (1 mês), o entrevistador iniciava um novo questionário.
206
207
APÊNDICE H – Avaliações com os Pacientes da ABDIM
A Tabela 1 mostra os resultados das avaliações com os pacientes.
Tabela 1. Valores médios de 4 respostas da 1a etapa e 4 respostas da 2a etapa das avaliações com
paciente na ABDIM
1a etapa 2 a etapa FATORES
GI RGV GC MMB GI MMB GC RGV
Facilidade de Uso 82% 82% 91% 92%
Efeito do Exercício 80% 79% 86% 81%
Grau de Motivação 88% 74% 78% 88%
Grau de Satisfação 86% 82% 89% 87%
Os gráficos abaixo mostram aos dados dos pacientes coletados na ABDIM. O eixo X
corresponde às 16 Intervenções e o eixo Y a média das respostas coletadas. As quatro
primeiras avaliações do gráfico representam o Grupo Intervenção (GI) utilizando o
GenVirtual e o Grupo Controle (GC) utilizando o material convencional (massa e
bastão). As demais quatro avaliações finais do gráfico mostram o GI utilizando o
material convencional e o GC utilizando o GenVirtual.
208
Figura 1. Facilidade de uso durante a terapia
Figura 2. Efeito dos exercícios durante a terapia
209
Figura 3. Grau de motivação após a terapia
Figura 4. Grau de satisfação ao realizar a terapia
210
APÊNDICE I – Avaliações com os Terapeutas da ABDIM
A Tabela 1 mostra os resultados das avaliações com os terapeutas.
Tabela 1. Avaliação do terapeuta na ABDIM
1a etapa 2a etapa FATORES
GI RGV GC MMB GI MMB GC RGV
Praticidade de Uso 82% 64% 84% 68%
Grau de Motivação do Paciente 86% 86% 74% 100%
Aplicabilidade 96% 100% 92% 87%
Os gráficos abaixo mostram aos dados dos terapeutas coletados na ABDIM.
Figura 1. Praticidade de Uso do Equipamento
211
Figura 2. Grau de motivação do paciente (resposta do terapeuta)
Figura 3. Aplicabilidade do equipamento (resposta do terapeuta)
212
APÊNDICE J – Sítio Eletrônico do GenVirtual
Com a divulgação do GenVirtual na I e II Feira Muito Especial de Tecnologias
Assistivas, muitas pessoas solicitaram uma versão para uso. Para facilitar a
distribuição, foi criado um site no Portal do Núcleo de Aprendizagem, Trabalho e
Entretenimento (NATE) para divulgação do trabalho e download do GenVirtual. O site
encontra-se hospedado, desde Novembro de 2009, num servidor Linux/Apache próprio
do Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) rodando sobre um aplicativo da plataforma
Plone que gerencia projetos do próprio NATE. A Figura 1 mostra a página inicial do
GenVirtual.
Figura 1 - Site do GenVirtual
O site possui um “Menu de Opções” composto por:
• Download: Nesta seção é possível efetuar o download da versão 3.0 do
GenVirtual. Além do download, foram disponibilizadas instruções para a
instalação e uso do sistema. Foi também disponibilizado um link para a leitura da
213
documentação do projeto (descrição da biblioteca ARToolkit integrada às
bibliotecas de áudio utilizadas). Ao efetuar o clique de download, o usuário ativa
o contador de downloads. Este contador informa o total de vezes em que foi feito
download do GenVirtual.
• Manual: Nesta seção foi disponibilizado um manual de instruções para uso do
GenVirtual. Este manual apresenta uma descrição passo-a-passo de como
utilizar o sistema. Há também arquivos em Portable Document Format (PDF) e
World (DOC) contendo os cartões marcadores para impressão. Com o arquivo
DOC o usuário pode aumentar ou diminuir o tamanho dos cartões antes de
imprimi-los.
• Fórum: Trata-se de uma forma de comunicação com a equipe de
desenvolvedores do projeto. Esta ferramenta interativa possibilita responder
dúvidas, fornecer sugestões, compartilhar informações e proporcionar
discussões com outros usuários. O fórum serve como um canal de suporte, por
meio do qual torna-se possível esclarecer dúvidas sobre a instalação,
funcionamento e utilização geral e uso em entidades terapêuticas.
• Sistema de busca interna: Através da ferramenta de busca, disponibilizada pelo
Google, é possível encontrar tópicos de interesse em qualquer uma das páginas
através da caixa de busca localizada na página principal do site. Essa ferramenta
facilita encontrar os conteúdos que são disponibilizados no site.
• Ferramenta de acessibilidade: Essa ferramenta possibilita auxiliar os usuários
com deficiência a utilizar o site. Com a ferramenta de acessibilidade é possível
aumentar o tamanho das letras dos textos do site auxiliando aqueles que
possuem baixa visão.
• Vídeos: é possível visualizar os vídeos sobre o GenVirtual que estão disponíveis
no site do Youtube25.
25 www.youtube.com.br
214
ANEXO A – PROTOCOLO DE PESQUISA DA AACD